Совет 1: Что такое хиггсовский бозон

Теоретическая физика – область науки, открывающая бесконечные просторы для будущих изобретений, но при этом не имеющая никакой практической ценности в данный момент. Поэтому, чтобы по-настоящему заинтересовать рядового обывателя, физики должны открыть нечто настолько серьезное, что перевернуло бы научный мир.



Задача любой науки, прежде всего, понять законы, по которым происходят те или иные явления. На поверхности все просто: существует сила всемирного тяготения, действующая по некоторому закону. Но встает глобальный вопрос – откуда она берется? Что конкретно связывает бесконечно далекие друг от друга тела в космосе?

Всего существует 4 фундаментальные силы, подобные гравитации, причем три из них удалось «связать» (т.е. все три силы представить как единственную, но в разных ситуациях) между собой так называемой «Стандартной моделью». Именно на нее опирается сегодня вся современная физика.


Стандартная модель достаточно элегантно делит все вещество вселенной на 24 частицы (бесконечно меньшие, чем атомы), которые взаимодействуют друг с другом в разных комбинациях. Однако, физикам мало такой конкретики: среди прочих частиц стандартная модель описала фотон света, который почему-то не имеет массы! Логично задать вопрос: что же такое «масса», если фотон может «по собственному желанию» ей не обладать вовсе?

Очевидно, что массово опыты с вещами в триллионы раз меньшими, чем человеческий волос, проводить нельзя, и все физические законы можно выводить только на уровне формул. Так и поступил в 1965 году Питер Хиггс: он взял одно из базовых уравнений стандартной модели и дописал туда несколько новых символов, которые до него «не учитывались». Такая модификация была совершенно необоснованной выдумкой, но ставила все на свои места. Ученый сказал: вселенная заполнена некоторым полем (как бассейн водой). И точно так же, как в бассейне, жидкость замедляет человека, поле замедляет все частицы в нем.

Но ведь поле должно из чего-то состоять? Решили, что оно состоит из «бозонов», названых Хиггсовскими, и как раз эти бозоны «липнут» почти ко всему вокруг себя, придавая массу. А фотоны, например, эти компоненты поля игнорируют и потому массой могут не обладать.

Таким образом, когда нужное поле действительно смогли зарегистрировать, оказалось что «наугад» добавленныеХиггсом компоненты уравнения оказались правильными! Больше того: они подтвердили, что и само уравнение верно, а значит – верна и почти вся современная физика. Не окажись бозона на месте, ученым пришлось бы полностью перерабатывать всю стандартную модель (а значит, и современную физику), ведь она бы имела явные логические дыры.


Совет 2: Что такое бозон Хиггса

В начале июля 2012 года мировая наука отметила очередной праздник. Ученые представили на всеобщее обозрение отчеты о длительных исследованиях и утверждают, что поиск так называемых частиц Хиггса наконец-то привел к положительным результатам. Впрочем, не все эксперты разделяют это мнение, которое нуждается в дополнительной экспериментальной проверке.



Впервые существование новой элементарной частицы предсказал английский физик Питер Хиггс еще в 60-х годах прошлого века. По имени этого теоретика и была названа гипотетическая частица – бозон Хиггса. Ученый предложил свое объяснение природы масс большинства элементарных частиц. Теоретические выкладки Хиггса предполагают существование «хиггсовского бозона», единственного недостающего элемента в стандартной модели. Постройка Большого адронного коллайдера имела в числе других и цель поиска бозона, называемого в популярной литературе еще «частицей Бога».

В последние годы в ходе масштабных исследований наблюдалась повышенная интенсивность и энергия частиц, которые разгонялись на коллайдере. При этом экспериментаторы наблюдали явления, которые с высокой вероятностью могут иметь отношение к поискам частицы Хиггса.

Впрочем ученые до сих пор с осторожностью относятся к интерпретации результатов. Дело в том, что бозон Хиггса очень нестабилен и легко распадается. Сегодня достоверно обнаружен лишь тот факт, что экспериментально полученная частица распалась на два фотона, подобно тому, как должна рождаться частица Хиггса, если исходить из теоретических рассуждений.

По словам доктора философских наук Владимира Буданова, факт обнаружения бозона Хиггса означает, что в современной науке о микромире будет произведен колоссальный переворот. Но если открытие не подтвердится, и открытая частица не будет признана бозоном Хиггса, то и в этом случае наука получит основания для пересмотра основ физики.

Фундаментальное явление, открытое Питером Хиггсом и получившее первое подтверждение в эксперименте, лежит в основе современных представлений в физике и играет большую роль в понимании нами основ построения Вселенной и природы гравитации. Однако практическое применение открытой частицы, видимо, станет возможным лишь в весьма отдаленном будущем.


Видео по теме
Источники:
  • «В поисках частицы Бога, или Охота на бозон Хиггса», И. Сэмпл, 2012.
Поиск
Совет полезен?
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500