Всесвіт і бозон Хіггса

Після завершення монтажу Великого андронного коллайдера (БАК) і перших невдалих спроб запуску установки, в суспільстві стало поширюватися думка, що ВАК несе в собі потенційну небезпеку. Фізики-ядерники покладали надії на дослідження поведінки частинок і нові відкриття у фізиці, а багато незнайомі з темою люди, навпаки, прислухалися до фантастів, малював у своїх творах різні катастрофи (поява чорної діри, руйнівний вибух та ін.). Проте через час після початку серії експериментів, стало зрозуміло, що багато небезпеці опинилися безпідставними.

Але влітку 2012 року, коли було оголошено про те, що при проведенні одного з дослідів, двома датчиками був зареєстрований бозон Хіггса, навіть найбільш переконані скептики переглянули своє ставлення до проекту ВАК. Відзначимо, що вчені дуже обережно висловлюються про нову частці, уникаючи гучних заяв. Про те, що був відкритий саме бозон Хіггса, ніхто прямим текстом не стверджує. Вказується, що нова частинка вельми схожа на передбачуваний бозон, але для остаточних висновків необхідні додаткові дослідження.

Що ж таке «бозон Хіггса»? Стандартна модель (СМ) фізики елементарних частинок, за допомогою якої в даний час пояснюються властивості всього матеріального, ґрунтується на чотирьох фундаментальних законах. Абсолютно все в природі підкоряється чотирьох типів взаємодій - сильне, слабке, електромагнітне і гравітаційне. Деякі частинки-переносники були виявлені і доведені. Так, сильна взаємодія здійснюється за допомогою глюонов- за слабке відповідальні бозони Z і W- а гамма-кванти беруть участь у перенесенні електромагнітного випромінювання. За гравітацію, в свою чергу, відповідають ефемерні Гравітон (можливо, вони незабаром будуть виявлені). Виходячи з розрахунків випливає, що в ранньому Всесвіті, що з`явилася відразу після Великого Вибуху, всі частинки не мали маси, а взаємодія була симетричним електрослабкої. Однак спостереження показують, що такого не існує - кожна частка (крім глюонів і фотонів), володіє певною масою спокою. Очевидно протиріччя між практикою і теорією.

Щоб узгодити теоретичні викладки, була висунута гіпотеза про існування ще одного фундаментального елемента, відомого як частка бога або хіггсовський бозон. Завдяки її впливу, більшість елементарних частинок набуло регистрируемую тепер масу спокою. Вважається, що бозон Хіггса формує навколо себе якесь поле, що впливає на інші частинки. Хіггсовского поле пронизує весь Всесвіт, пригальмовуючи частинки і надаючи їм масу. Його можна представити як густе желе, в якому частки перетворять частину своєї енергії в масу. До речі, свою назву бозон отримав завдяки Пітеру Хіггса, який є «батьком» гіпотези про бозон.

Достатньо всього лише зареєструвати дану частку - і Стандартна модель буде повністю підтверджена. Однак складність полягає в тому, що математичні розрахунки не дають точних даних ні про масу бозона, ні про його енергії. Іншими словами, при проведенні експериментів з високоенергетичним частками фізикам доводиться охоплювати величезний діапазон можливих значень (10 - 1000 ГеВ). Крім того, виходячи з теоретичних властивостей бозона, він існує мільярдну частку секунди, практично миттєво розпадаючись на більш легкі складові частинки. Тому частка бога може реєструватися лише побічно - по залишках. У ВАКу дві частинки розганялися до швидкостей, близьких до 300 тис.км / с і стикалися. При цьому були зареєстровані явища, характерні для бозона Хіггса. Однак потрібно ще ряд уточнюючих експериментів, перш ніж можна буде робити остаточні висновки.