Существование бозона Хиггса было теоретически предсказано физиком Питером Хиггсом в 1964 году. Искать его начали ближе к концу 20-го века и 4 июля 2012 года в результате исследований на Большом адронном коллайдере был обнаружен кандидат на его роль. Уже через год специалисты подтвердили, что это именно бозон Хиггса. Но что это такое?
Для начала нужно определиться с тем, что такое «поле Хиггса»?
Хотя, пожалуй, нет, Первое, что нужно сказать, это, что такое бозон. Если совсем упростить, то бозоны являются переносчиками взаимодействий.
Один из вопросов физики, который волнует учёных и специалистов, заключается в том, почему какие-то частицы (к примеру, W- и Z-бозоны) имеют массу, а какие-то (фотоны) — нет. Собственно, поле, предложенное тем же Питером Хиггсом, являясь неотъемлемой частью Стандартной модели, объединяющей слабое и электромагнитное взаимодействия.
Поле Хиггса — это одно из квантовых полей Стандартной модели, квантом которого и является бозон Хиггса.
Что такое масса?
В повседневной жизни мы воспринимаем массу чем-то вроде сопротивления движению. Вещи с большой массой трудно заставить двигаться, но как только они начинают движение, их тем труднее остановить, чем больше их масса.
Специальная теория относительности даёт нам другой способ взглянуть на массу — это выражение энергии объекта.
Когда объект неподвижен, его масса равна его энергии, деленной на квадрат скорости света — знаменитую формулу E=mc^2 знают все.
Атомы получают бо́льшую часть своей массы от энергетического «дрожания» элементарных частиц, называемых кварками, находящихся внутри их ядер, связанных вместе сильным взаимодействием.
Проблема массы заключается в том, что даже кварки и электроны, являясь элементарными частицами, обладают массой. Но ведь в них ничего не «дрожит», а значит необходима, скажем так, какая-то активность, чтобы учесть энергию, равную их массе в состоянии покоя.
Согласно Стандартной модели именно бозон Хиггса, являясь квантом поля Хиггса, отвечает за наличие у элементарных частиц массы. Если привести аналогию, то представьте, что частицы — это бильярдные шары, помещенные на сукно стола, но не обычное сукно, а представляющее из себя клейкую массу, которая затрудняет движение шаров по нему.
В данном случае именно сукно и есть поле Хиггса, а бозон Хиггса в этой аналогии — клейкая частица, множество которых и придаёт это свойство всему сукну-полю.
Интересно же устроена наша Вселенная.
1. Об обнаружении бозона Хиггса.
Подписывайтесь на S&F, канал в Telegram и чат для дискуссий на научные темы.
