Глубоко в недрах Большого адронного коллайдера.
Недалеко от Женевы в Швейцарии, учёные отправились в путешествие, чтобы разгадать тайны Вселенной. Они искали неуловимый бозон Хиггса, частицу, которая содержит ключ к пониманию самой Вселенной. И после многих лет неустанных экспериментов невозможное стало возможным. Они наконец-то обнаружили его. Они раскрыли часть космической головоломки, которая ускользала от нас десятилетиями. Но что же такое бозон Хиггса?
И почему он навсегда изменил наше представление о Вселенной? И стоит ли вам вообще беспокоиться? Прежде всего, согласно стандартной модели физики, Вселенная состоит из крошечных строительных блоков, называемых частицами. Вы их знаете - протоны, нейтроны. В любом случае, бозон Хиггса — это фундаментальная частица, связанная с полем Хиггса, полем, которое придаёт массу другим фундаментальным частицам, таким как электроны и кварки.
Прежде всего, давайте опишем поле Хиггса. Это одно из фундаментальных полей Вселенной, аналогичное электромагнитному полю, тому самому, которое обеспечивает нас светом и электричеством. Оно подобно большому невидимому океану энергии, который заполняет всё пространство вокруг нас. И так же, как в реальном океане, в нём есть волны и течения. Но вместо воды поле Хиггса состоит из бозонов Хиггса.
Теперь представьте, что вы — крошечная частица, плавающая в этом океане. Как и лодка в воде, вы будете ощущать сопротивление при перемещении через поле Хиггса. Некоторые из этих частиц похожи на скоростные катера. Они могут скользить по полю Хиггса, почти не ощущая сопротивления. А другие, например бозоны W и Z, больше похожи на огромные круизные лайнеры. Они большие и тяжёлые, поэтому испытывают значительное сопротивление при движении через поле Хиггса, а ведь именно это сопротивление и придаёт частицам массу.
Теперь давайте опишем это более научно.
Когда частица взаимодействует с полем Хиггса, она создаёт возмущение в поле, и это возмущение можно представить как бозон Хиггса. А возмущение, которое он создаёт в поле Хиггса, придаёт массу взаимодействующей частице. По сути, без этого поля и бозонов Хиггса крошечные частицы нашей Вселенной, такие как протоны и нейтроны, не имели бы массы, необходимой для образования атомов. Атомы не смогли бы образовывать молекулы, а без молекул у нас не было бы ничего.
Ни материи, ни звёзд, ни планет, ни жизни в том виде, в каком мы её знаем. Бозон Хиггса не только невероятно важен, но и загадочен и увлекателен. Именно отсюда он и получил своё красивое святое прозвище. Бозон Хиггса был впервые предложен в 1960-х годах физиком Питером Хиггсом. Так или иначе, доктор Хиггс был частью группы блестящих учёных, которые пытались понять все различные типы частиц, из которых состоит мир. Они заметили, что некоторые из них, например, фотон, переносящий свет, не имеют массы.
Но другие, например, W- и Z-бозоны, имеют. И они подумали: подождите-ка, как такое возможно? Именно тогда они выдвинули две идеи — бозон Хиггса и поле Хиггса. Но чтобы подтвердить эту теорию, им нужны были доказательства. А поскольку мы не можем видеть само невидимое поле, нужно было найти и отследить хотя бы один бозон Хиггса. И найти его оказалось невероятно сложной задачей. Всё потому, что бозон Хиггса очень редкий, очень недолговечный и нечасто взаимодействует с другими частицами.
Бозон Хиггса рождается, когда частица проходит через поле Хиггса, и почти сразу после этого распадается. Вы, наверное, помните, как ликовал научный мир, когда его наконец удалось открыть. А всё потому, что на это потребовались десятилетия. В первую очередь этой задачей занимался ЦЕРН, Европейская организация по ядерным исследованиям. Они использовали Большой адронный коллайдер, или БАК. Это самый большой и мощный ускоритель частиц в мире, расположенный недалеко от Женевы, Швейцария.
Он сталкивает протоны друг с другом на невероятно высоких скоростях.
Так воссоздаются условия, существовавшие сразу после Большого взрыва. Эта гигантская машина пытается найти новые частицы и помогает нам лучше понять Вселенную. В общем, команда из ЦЕРН использовала БАК для генерации триллионов столкновений протонов в поисках признаков бозона Хиггса. Но при таком количестве столкновений одновременно это было похоже на поиск иголки в стоге сена размером с небольшую страну.
Поиск бозона Хиггса был долгим и захватывающим путешествием, которое потребовало десятилетий работы и сотрудничества тысяч учёных со всего мира. И после многих лет поисков они наконец-то нашли его. Доказательство существования бозона Хиггса. Об открытии было объявлено 4 июля 2012 года, и это стало главной новостью в мире науки. В честь этого события в ЦЕРН было организовано множество вечеринок и мероприятий, но это был ещё не конец.
Открытие бозона Хиггса должно было быть подтверждено, поэтому учёные продолжили его изучение и сбор новых данных. И в 2013 году они объявили, что открытие бозона Хиггса подтверждено с высокой степенью достоверности. Это открытие было действительно важным событием, поскольку оно подтвердило ключевую часть стандартной модели физики. Стандартная модель физики элементарных частиц — это теория, которая объясняет, как работает Вселенная на самом базовом уровне.
Мы очень надеемся, что данная статья была для вас полезной! Подписывайтесь на наш канал, чтобы быть в курсе всех новостей.