Совет 1: Что объяснит открытие бозона Хиггса

Представления человека о том, как устроен мир вокруг него и внутри него, изменялись по мере накопления цивилизацией практических наблюдений. Но этих наблюдений и сегодня недостаточно для однозначного вывода, например, о строении материи, поэтому все представления по-прежнему основываются на предположениях ученых - теориях. Одна из господствующих сегодня теорий утверждает, что в основе существования всего сущего лежит некая элементарная частица - «частица бога».



В преобладающем сегодня представлении о строении вселенной на микроуровне считается, что вся составляющая ее материя соткана из элементарных частиц, которые проявляют себя двояко. С одной стороны они являются именно частицами, то есть дискретными объектами, а с другой стороны - это волны, то есть объекты непрерывные. Волновые проявления элементарных частиц создают поля, взаимодействия которых обуславливают физические свойства всех макрообъектов, состоящих из частиц - от молекул до галактик. В прошлом веке ученые описали, как именно взаимодействуют между собой составленные из элементарных частиц объекты, и даже вывели точные формулы. В этих формулах в той или иной форме обязательно присутствуют массы взаимодействующих тел. Однако сам механизм возникновения у элементарных частиц массы не был объяснен до шестидесятых годов прошлого века.

Теория, с которой согласилось большинство ученых, была предложена британским физиком Питером Хиггсом. По его мнению, возникновение массы у элементарных частиц вызвано существованием до тех пор неизвестного поля, состоящего из частиц, еще более мелких, чем все уже зафиксированные. Продираясь сквозь невидимую завесу этого поля, элементарные частицы и приобретают то свойство, которое отлично укладывается в современное понятие массы. Создающие поле частицы назвали по имени этого ученого и отнесли к бозонам, т.е. элементарным единицам материи, в которых преобладает волновая природа.

Если существование бозона Хиггса удастся подтвердить на практике, это будет означать, что в современной теории строения материи нет противоречий. Правильными будут и вытекающие из этой теории представления о возникновении вселенной, в которой новой частице отводится роль инициатора - причины нарушения равновесия, со временем приведшей к формированию планет, звезд и галактик в том виде, в котором мы их сейчас наблюдаем. Именно поэтому бозон Хиггса уже прозвали «частицей бога».


Совет 2: Что принесет науке открытие бозона Хиггса

Рядовой житель земли вспоминает о теоретической физике только по большим праздникам и в честь больших открытий. Однако войти в этот мир «прыжком» не получится: слишком велико количество формул и теоретических аспектов в сегодняшней науке, учебники по которой с каждым годом становятся все толще. Однако, даже разобравшись с основными теоретическими моментами, обыватель далеко не всегда понимает, «зачем все это нужно».



Ответить на вопрос можно лишь зайдя издалека. Современная физика держится на двух постулатах: общей теории относительности Эйншиейна, которая занимается описанием пространства и времени, и стандартной модели, которая пытается расставить по полочкам структуру вещества до малейших атомов.

Так вышло, что стандартная модель неидеальна, и многое в нее просто не вписывается. Потому приходится ее постоянно модифицировать и расширять, чтобы логических дыр не оставалось. Одной из главных проблем является, например, то, что свет не обладает массой: почему?

Бозон Хиггса – это тот кирпичик мироздания, который объясняет, что такое «масса» и почему тела приобретают вес. Однако его существование было просто «выдумано», и на деле никаких бозонов может не быть. Если так – стандартная модель оказывается «тупиковой» веткой развития. То есть практически всю квантовую физику придется перекраивать на новый лад, потому что она оказывается неразрешимой и неверной. Главное, зачем ученым нужна «частица бога» - получить подтверждение того, что человечество движется в правильном направлении.

Ясно, что практическая ценность открытия будет измеряться только годами: сама по себе частица для людей бессмысленна. Куда важнее оказывается контроль над ее существованием. Теоретически, если научиться «избегать» этого «тормозящего» бозона, то масса любого тела будет не просто уменьшена: она исчезнет! Напротив, создавая эту частицу в промышленных масштабах, можно создавать области с повышенной или пониженной гравитацией вопреки привычным нам силам притяжения. Ясно, что простор для использования подобных возможностей ограничивается только фантазией.

Кроме того, «хиггсоид» позволяет создавать новые, ранее недоступные для экспериментов частицы, вроде тех, из которых состояла бы антиматерия.

Впрочем, не стоит торопить события: теоретическая физика несколько «далека» от практики. Ближайшие пару лет после открытия понадобятся только для того, чтобы описать частицу. А уж работать с ней люди вряд ли научатся в течение ближайших десятилетий.


Видео по теме

Совет 3: Как обнаружили бозон Хиггса

В середине прошлого столетия английский физик-теоретик Питер Хиггс предсказал существование частицы, являющейся основополагающей моделью мироздания. Микрообъект, названный в научных кругах «частицей Бога», удалось обнаружить экспериментально. Идея профессора Эдинбургского университета материализовалась благодаря Большому адронному коллайдеру - грандиозной установке для изучения элементарных частиц.



Предположения Хиггса основывались на существовании некого «отягощающего» поля, с которым контактируют пролетающие через него элементарные частицы. Физик обнаружил зависимость силы взаимодействия прорывающихся через среду частиц от их скорости и конечной массы. Так, в кругах ученых родилась идея о мощном ускорителе, способном отделить часть поля и устроить своеобразный «Большой Взрыв наоборот».

Предсказанное англичанином «отягощающее» поле основывалось на законах квантовой механики и состояло из величины, являющейся одновременно как волной, так и частицей. Бозоны – название, присвоенное в науке квантам гипотетического поля Хиггса.

Цель эксперимента заключалась в потенциальной возможности разбить мощным ударом пару, состоящую из бозона Хиггса и протона. В результате освобожденный протон, вне специфической среды, превратился бы в фотон света и искомый бозон Хиггса.

Опыты на первом коллайдере, построенном под патронажем Европейской организации по ядерным исследованиям, начались в начале 80-х годов прошлого века. Найти бозон Хиггса тогда не удалось, но множество положительных промежуточных результатов обнадеживало и вселяло надежду.

Эксперименты возобновились на Большом адронном коллайдере, возведенном в районе Женевского озера, и продолжались более одиннадцати лет. Исследования откорректировали параметры и определили диапазон измерений.

Несколько лет ожидания и внушительные затраты на научный проект принесли свои плоды. В официальном пресс-релизе CERN (Европейской организации по ядерным исследованиям) от 4 июля 2012 года сделано осторожное заявление о выявленных явных признаках существования новой частицы, относящейся к теории Хиггса. Несмотря на незначительную вероятность ошибки, большинство ученых уверено, что поиски бозона Хиггса триумфально завершены.


Видео по теме
Видео по теме
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500