В мире элементарных частиц есть одна, которую называют почти мистически — бозон Хиггса. Её открытие в 2012 году стало научной сенсацией и важнейшим достижением современной физики. Но что это за частица? Почему она так важна? И как она связана с тем, из чего состоит всё вокруг нас?
Что такое бозон Хиггса?
Бозон Хиггса — это элементарная частица, предсказанная теоретически в 1964 году британским физиком Питером Хиггсом и другими учёными. Она является квантовым проявлением особого поля, называемого полем Хиггса, которое пронизывает всю Вселенную.
Суть теории в следующем:
Частицы приобретают массу не сами по себе, а взаимодействуя с полем Хиггса. Чем сильнее это взаимодействие, тем больше масса частицы.
Бозон Хиггса — своего рода «возбуждение» этого поля, аналогично тому, как фотон — это квант электромагнитного поля.
Почему бозон Хиггса так важен?
До открытия бозона Хиггса в 2012 году существовала серьёзная проблема: Стандартная модель — теория, описывающая элементарные частицы и их взаимодействия — прекрасно работала, но не могла объяснить, почему частицы имеют массу.
Если бы не существовало поля Хиггса, все элементарные частицы были бы безмассовыми, как фотоны. В результате не было бы атомов, не существовало бы материи в привычном виде — и, соответственно, не было бы звёзд, планет и жизни.
Как нашли бозон Хиггса?
Бозон Хиггса был обнаружен на Большом адронном коллайдере (БАК) — крупнейшем ускорителе частиц в мире, расположенном на границе Франции и Швейцарии.
Учёные разгоняли протоны почти до скорости света и сталкивали их. В результате этих столкновений рождались другие частицы, и среди них — с крайне малой вероятностью — бозон Хиггса.
2 июля 2012 года учёные из ЦЕРН (Европейской организации по ядерным исследованиям) официально объявили:
Обнаружена частица, характеристики которой совпадают с предсказанным бозоном Хиггса.
Это открытие подтвердило, что поле Хиггса действительно существует, и стало одним из важнейших событий в истории физики.
Какую роль играет бозон Хиггса в физике?
Бозон Хиггса:
- закрывает последний пробел в Стандартной модели.
- подтверждает существование поля Хиггса.
- объясняет происхождение массы у элементарных частиц.
- помогает понять раннюю Вселенную, сразу после Большого взрыва.
- является ключом к дальнейшему изучению физики за пределами Стандартной модели.
Интересные факты
Бозон Хиггса часто называют «частицей Бога». Это прозвище придумано не физиками, а журналистами. Сам Хиггс не любит это название, считая его слишком сенсационным.
Открытие бозона Хиггса было удостоено Нобелевской премии по физике в 2013 году. Лауреатами стали Питер Хиггс и Франсуа Энглер.
Несмотря на открытие, физики до сих пор изучают свойства бозона Хиггса. Возможно, он поможет найти путь к новой физике — например, к объяснению тёмной материи или мультивселенной.