Когда в 2012 году на Большом адронном коллайдере подтвердили существование бозона Хиггса, многие вздохнули с облегчением. Казалось, что стандартная модель срослась в единую картинку. Но со временем энтузиазм всё же сменился осторожным сомнением.
Всё больше данных стало указывать, что механизм Хиггса, хотя и работает, может быть не единственным источником массы. Вчера мы обсуждали этот вопрос более детально.
Физики всё чаще задаются вопросом а что, если масса - это не результат взаимодействия с неким полем, а следствие чего-то более фундаментального?
Давайте выясним, откуда появились такие мысли. Ведь должна быть какая-то база, не так ли? Или же можно полагать, что масса появилась из-за того, что невидимый слон тянет хоботом атомы. Рассмотрим пять экспериментов, которые подбросили дров в этот костёр сомнений.
Аномальное магнитное отклонение мюона
Физики измерили магнитный момент мюона с беспрецедентной точностью и оказалось, что его значение слегка не совпадает с расчётным. Это отклонение небольшое, но в мире точной физики это как если бы весы показывали, что ваша кружка кофе стала тяжелее на три грамма без видимой причины.
Если отклонение подтвердится, это может означать, что мюон взаимодействует с чем-то, чего нет в модели Хиггса.
Возможно, существует другое поле или скрытая частица, участвующая в формировании массы.
Эксперименты с кварками и сила пустоты
Если разложить протон на запчасти - три кварка и клей (глюоны), окажется, что масса самих кварков ничтожна и составляет менее 2% массы протона! Я рассказывал про это в ролике о протоне.
Остальные 98% - это энергия взаимодействия между ними, буквально кипение квантового вакуума.
Это ставит под сомнение представление, что масса есть лишь сопротивление движению через поле Хиггса.
По сути, вес всего, что нас окружает, - это энергия удерживающей силы, возникающая из-за квантовой хромодинамики (QCD). Может быть, масса - это свойство поля взаимодействия, а не самостоятельная сущность.
Аномалии в поведении нейтрино
Стандартная модель утверждала, что нейтрино должны быть безмассовыми. Но наблюдения их осцилляций показали, что нейтрино имеют массу, пусть и микроскопическую.
Проблема в том, что механизм Хиггса не может её корректно объяснить взаимодействие слишком слабое.
Физики выдвинули идею, что нейтрино могут получать массу через механизм Майораны, где частица и античастица — это одно и то же. В этом случае масса возникает не из-за поля, а из-за нарушения симметрии материи и антиматерии. Это намёк на альтернативную архитектуру массы, выходящую за рамки модели Хиггса.
Тёмная материя и невидимая масса
Тёмная материя не светится, не отражает, не поглощает свет и не взаимодействует с обычными частицами через известные силы, кроме гравитации.
Если бозон Хиггса действительно раздаёт массу, почему он не раздал её тёмной материи?
Это заставило физиков предположить, что существует другой, тёмный механизм генерации массы. Возможно, через отдельное тёмное поле Хиггса или вообще иной принцип, связанный с кривизной пространства.
Гравитационные волны и деформация пространства
Когда две чёрные дыры сталкиваются, они искривляют само пространство, создавая гравитационные волны. Эти волны не несут массу в привычном смысле, но обладают энергией и импульсом.
По уравнению Эйнштейна масса и энергия одно и то же.
Если пространство способно хранить и передавать энергию, то, возможно, масса - это проявление кривизны, а не взаимодействия с каким-то полем.
Некоторые теоретики (например, Роджер Пенроуз и Эрик Верлинде) даже предлагают концепцию гравитации как следствия энтропии. В такой картине масса возникает из информации, а не из бозона.
Что всё это значит для науки?
Сегодня физики не отрицают Хиггса. Они лишь признают, что это, вероятно, только часть истории. Похоже, масса - это не единый механизм, а мозаика явлений:
- у протонов она рождается из энергии сильных взаимодействий,
- у нейтрино — из нарушения симметрии,
- у тёмной материи — из неизвестного поля,
- а у самой геометрии пространства — из информации.
Механизм Хиггса оказался дверью, но, кажется, за ней целый лабиринт. И да, я не отрицаю, что сегодня именно механизм Хиггса считается правильным с научной точки зрения. При этом я не ставлю целью его отвергнуть. Мне видится логичным искать новые идеи и подходы, поскольку есть моменты, которые стандартная теория раскрыть не может и это не значит, что она плохая.
Хочется помочь проекту? Просто поставьте лайк 👍 и подписывайтесь на канал ✔️! Напишите комментарий и поделитесь статьёй с друзьями