Бозон хиггса: останній цеглинка світобудови?

Відео: Бозон Хіггса і базові принципи Всесвіту. коментар

бозон ХіггсаЧисло людей, які є фахівцями в фундаментальної фізики, природним чином обмежено. З огляду на складності теми, величезного обсягу фактичного матеріалу і необхідності особливих механізмів мислення таких просто не може бути багато. Але навіть в науці найвищого рівня є поняття, про які відомо значній кількості непосвячених. У сучасній фізиці таким є бозон Хіггса. Нехай навіть переважна більшість не розуміють толком, що це таке - але коли світові засоби масової інформації повідомляють, що бозон Хіггса знайдений, це стає новиною глобального масштабу.

alt

Відео: Бозон Хіггса. Частка Бога (2016)

Частка Бога - бозон Хіггса

Розмова про бозон Хіггса марний без уявлення про Стандартної моделі. Стандартна модель в сучасній фізиці це свого роду теоретична матриця, яка дозволяє на основі наявних у людства знань пояснювати з наукової і логічної точки зору виникнення, розвиток і функціонування Всесвіту. Засноване це теоретична побудова на аналізі всіх елементарних частинок, між якими здійснюється електромагнітну, слабку і сильну взаємодію. З цієї теорії виключені гравітація і феномени темної матеріїЧорна (темна) матерія: чи є чорна кішка в темній кімнаті?Чорна (темна) матерія: чи є чорна кішка в темній кімнаті? і темної енергії, так як ці напрямки є специфічними.

Відео: Ваша маса не залежить від бозона Хіггса [Veritasium]

У другій половині XX століття фізики прийшли до цікавій ситуації: сформульована Стандартна модель прекрасно пояснювала все наявні дані і дозволяла створити струнку систему, що представляє механізми життєдіяльності Всесвіту. Однак для повного щастя вченим не вистачало однієї дещиці - пояснення того факту, що під час Великого Вибуху (моменту утворення Всесвіту) частина елементарних частинок отримала масу, а інша частина (наприклад, фотони) залишилися без маси. Британським вченим Пітером Хігсом в 1964 році була сформульована теорія бозона Хіггса, пропонує варіант відповіді на це питання. Відповідно до неї, крім класичних фундаментальних взаємодій між елементарними частинками (електромагнітного, сильного, слабкого), існує ще одне скалярне поле, неодмінно пов`язане з порожнім простором. При цьому воно не тотожне гравітаційного поля, а при контакті з ним елементарні частинки отримують масу.

Отже, ті елементарні частинки, що увійшли в це поле, назване полем Хіггса, отримали масу під час великого вибухуВеликий вибух: для кого-то теорія, для кого-то даністьВеликий вибух: для кого-то теорія, для кого-то даність. Інші частки, що не здійснили даний вид взаємодії, залишилися без маси. Ключовим моментом даної теорії була елементарна частинка поля Хіггса - бозон Хіггса. Саме ця частка і визначає безпосередньо при контакті з іншими елементарними частинками їх інертну масу. Таким чином, роль бозона Хіггса настільки важлива, що в ЗМІ його часто називають часткою Бога як важливого фактора народження Всесвіту.


Стандартна модель після публікації теорії Хіггса придбала завершений теоретичний вид, в неї були закладені 12 видів елементарних частинок, характеристики і особливості взаємодії яких визначають основні закономірності світобудови.

alt

Полювання за бозоном Хіггса


Однак з 1964 року і протягом майже півстоліття Стандартна модель продовжувала залишатися досить привабливою і панівної, але все-таки теорією. Справа в тому, що поступово були зафіксовані одинадцять з дванадцяти можливих різновидів елементарних частинок. Не вистачало лише дванадцятої частки, того самого бозона Хіггса. Ключовим моментом пошуків стала передбачувана маса бозона Хіггса. З одного боку, вона повинна була відповідати певному рівню, щоб володіти необхідними якостями. З іншого, бозон Хіггса якраз і характеризується здатністю зміни своєї маси, так що зафіксувати цю частку неймовірно складно.

Те значення, яке надавалося пошуків бозона Хіггса, складно переоцінити.

Якщо бозон Хіггса знайдений і це аргументовано доведено, значить, Стандартна модель відповідає дійсності, її можна з розряду теорій переводити в область природних законів і грунтуватися на ній при подальшому, більш глибокому вивченні світобудови.

Відео: Бозон Хіггса - частинка Бога. Просто про складне

У разі безуспішності пошуків виникне розумні підстави сумніватися в існуванні бозона і, відповідно, в справедливості всієї Стандартної моделі. Тоді відкривається простір для альтернативних теорій, розгляд яких пригальмує розвиток фундаментальної науки. Тому вчені так довго і ретельно намагалися визначити ті межі маси елементарної частинки, в межах яких потрібно шукати горезвісний бозон.

alt

Відкриття бозона Хіггса

Прискорилися пошуки вже в XXI столітті. За допомогою різних експериментів фізики поступово звужували той «коридор», всередині якого шанси знайти невловимий бозон збільшуються. До 2004 року він був визначений у межах від 114 до 251 ГеВ (гігаелектронвольт, одиниця маси елементарних частинок). Однак і цей проміжок був занадто великим, так як давав занадто багато претендентів. Власне, будівництво горезвісного Великого адронного коллайдера багато хто пояснює саме пошуками бозона Хіггса. БАК має унікальні умовами, в яких можна виробляти масштабні безпрецедентні експерименти по бомбардуванні електронних частинок. В ході цих зіткнень виникає можливість оцінити їх характеристики, в тому числі масу.

Та обставина, що Великий адронний коллайдер дійсно великий, тобто в ньому елементарні частинки можна розігнати до дуже високих швидкостей, підвищило шанси виявити бозон Хіггса. Експерименти на колайдері почалися і до 2011 року вчені просунулися вперед. Отримані дані дозволили остаточно закрити (правда, з деякими застереженнями) діапазон маси елементарних частинок від 150 до 400 ГеВ. Потім інтервал б звужений до коридору межу 116 і 130 ГеВ. 4 липня 2012 року вчені, які робили експерименти з бомбардуванням часток, оголосили, що виявили частинку, що оптимально підходить на роль бозона Хіггса, маса якої склала 125-125 ГеВ. У березні 2013 року було заявлено, що сумніви в тому, що бозон Хіггса знайдений, практично відпали: виміряні парність і ймовірність розпаду виявленої частки збіглися з теоретичними параметрами бозона. На даний момент основна частина наукової громадськості вважає, що Стандартна модель підтверджена.



Увага, тільки СЬОГОДНІ!

Увага, тільки СЬОГОДНІ!

» » Бозон хиггса: останній цеглинка світобудови?