Всё в мире взаимосвязано: материальные объекты постоянно взаимодействуют друг с другом в пространстве-времени. Физика говорит нам: "Любое взаимодействие определяется силой, с которой один объект действует на другой, а все объекты обмениваются энергией и импульсами".
В основе всех физических законов лежат четыре известных фундаментальных взаимодействия: гравитационное, слабое, сильное и электромагнитное (о них можно почитать на моём канале в других статьях). Эти взаимодействия отвечают за процессы во Вселенной, и, в частности, за то, что вы сейчас читаете этот текст. Но до сих пор мы не можем точно описать всё нас окружающее, и недавнее открытие, несомненно, может послужить одним из серьёзных шагов на пути к знанию.
В 2012 году учёные Европейского центра ядерных исследований обнаружили новую частицу, существование которой предсказывал ещё 50 лет назад британский физик-теоретик Питер Хиггс, и сейчас эту частицу мы именуем в честь её первооткрывателя «бозоном Хиггса».
Все элементарные частицы делятся на два больших класса: фермионы (элементы материи) и бозоны (переносчики взаимодействия). Бозон Хиггса является переносчиком взаимодействия между кварками и лептонами (к этому классу относятся всем известные электроны, нейтрино, а также мюоны, таоны, электронное - , мюонное – и тао – нейтрино). Бозон Хиггса отвечает за массу элементарных частиц. Механизм получения массы у частиц происходит через взаимодействие с электромагнитным полем – полем Хиггса. Бозон Хиггса контролирует взаимодействие частиц с полем, изменяя их и обеспечивая массой. Без бозона Хиггса все элементарные частицы не имели бы массы, подобно фотонам, и повсюду во Вселенной был бы только разреженный газ. Интересно, что американский физик Леон Ледерман назвал бозон Хиггса «частицей Бога», потому что, если бы вся вселенная состояла бы только из безмассовых частиц, не работало бы ни одно из известных четырёх фундаментальных взаимодействий.
Соответственно, раз была найдена такая новая уникальная частица, значит, она является переносчиком силы, ещё не известной нам – пятого фундаментального взаимодействия. В 2016 и 2017 годах учёные проводили эксперимент, суть которого заключалась в том, что в процессе радиоактивного распада изотопа бериллия – 8 испускаются гамма – кванты. Этот квант может превратиться в пару из электрона и позитрона: они начинают расталкивать друг друга и расходиться под определенным углом. Чем больше энергия кванта, тем меньше будет такой угол. Число электронов и позитронов должно было совпасть. Но частиц таких в ходе эксперимента было выявлено больше, чем ожидалось, - этот факт указывал на то, что ядро сбрасывает избыток энергии в виде новой неизвестной частицы – бозону Хиггса, о которой говорил ещё её «предсказатель».
Не все ученые восприняли такую сенсацию с доверием: было предложено попытаться обнаружить её в Большом адроном коллайдере. К всеобщему сожалению, в ускорителе она так и не нашлась.
Открытие бозона Хиггса при помощи бериллия – 8 не могло оставить равнодушным многих исследователей. В октябре 2019 года эксперимент был повторен венгерскими физиками: но на этот раз не с бериллием – 8, а с ядром гелия, и снова результат совпал с предыдущим опытом, подтвердив существование странной частицы.
Бозон Хиггса может быть переносчиком пятого фундаментального взаимодействия, пока ещё не описанного наукой. Для более подробной характеристики необходимы дополнительные исследования, ведь новая фундаментальная сила будет являться одним из ключей к разгадке тайн строения и существования нашей Вселенной.