Почему бозон Хиггса так важен для нас и науки в целом?

  Сайт Владимира Петрова

07-07-2019

Почему бозон Хиггса так важен для нас и науки в целом?

Открытие бозона Хиггса наделало много шума. Но мало кто понял, что именно было открыто и почему эту частицу так долго искали.

Бозон Хиггса — это название элементарной частицы, которая выступает в роли кванта поля Хиггса, который возникает в стандартной модели физики. Появляется данная частица в ходе хиггсовского механизма, направленный на нарушение электрослабой калибровочной симметрии.

Изображение взято с сайта «https://www.popmech.ru»

Стандартная модель и элементарные частицы

Стандартная модель в физике показывает, как на микроуровне построен наш мир. Всем известно, что любое вещество представляет собой совокупность молекул, при этом сама молекула — это совокупность атомов, а атом состоит из мельчайших элементарных частиц, которые бывают самыми разнообразными. Именно эти частицы описывают в физике Стандартную модель.

Еще в середине XX века физик Питер Хиггс из Великобритании в своих научных работах писал о том, что есть еще одна элементарная частица, которую позднее назовут в честь данного ученого. А в 2013 году за данное открытие его наградили Нобелевской премией.

Для простого обывателя сложно понять, что из себя представляют элементарные частицы. Визуализировать данное понятие крайне сложно. Элементарные частицы нельзя увидеть или потрогать.

Физики не стараются представлять себе изучаемые ими объекты. Они в процессе своей научной деятельности приобретают такую интуицию, которая и позволяет им предсказывать существование определенных объектов, а также то, что может с ними произойти в тех или иных обстоятельствах.

Стандартная модель в физике указывает на то, что есть некоторое поле, имеющее в обычном стоянии амплитуду равную нулю. Получается, что имеет место вакуумное ожидаемое значение равное нулю. Это значение способно привести к неожиданному нарушению симметрии.

Открытие новой частицы

Открыть бозон получилось только благодаря тому, что Хиггс хорошо знал его свойства. Несмотря на то, что ученый предсказывал существование бозона еще в 1960-х годах открыть его удалось лишь 4 июля 2012 г, когда были проведены масштабные исследования с помощью Большого адронного коллайдера. В результате испытаний была определена неизвестная тогда частица, массой 125 ГэВ/c2. Позже, весной 2013 года, после ряда проведенных испытаний учеными ЦЕРНа было подтверждено, что открытая частица и есть бозон Хиггса.

Открытие данной частицы дает возможность говорить о перенормированной квантовой теории поля. Бозон Хиггса является самой тяжелой частицей из всех тех, что имеются в микромире физике. У данной частицы нет электрического заряда. Ведет себя бозон крайне нестабильно и распадается по-разному.

Что значит открытие бозона для науки?

Казалось бы, что в настоящее время открыто достаточное количество элементарных частиц, зачем нам еще одна? Каждая частица является квантом определённого поля, как, например, фотон является квантом для электромагнитного поля.

Поле Хиггса же дает возможность частицам обладать массой. Открытый бозон позволяет дать объяснение тому, как частицы могут получать собственную массу.

В теории, разработанной физиком Питером Хиггсом, предполагается, что все элементарные частицы, которые переносят электромагнитное взаимодействие, обретают различные массы в ходе остывания Вселенной. Он считает, что все частицы, взаимодействуя с полем Хиггса, которое представляет собой невидимое человеческому глазу электромагнитное поле, обретают массу.

Изображение взято с сайта «https://blogs.scientificamerican.com/»

Открытая в 2012 году частица почти мгновенно распадается. Именно поэтому ее найти было довольно трудно. Бозон Хиггса можно считать самой дорогой элементарной частицей, которая когда-либо была открыта. Ведь для того, чтобы ее найти потребовалось немало лет. И только современное оборудование помогло сделать данное открытие.

Для того, чтобы найти бозон Хиггса, была необходима такая энергия, которой нет на Земле. В этом помог Большой адронный коллайдер, создание которого до сих пор вызывает вопросы со стороны пытливых ученых.

Открытие бозона Хиггса дало толчок для дальнейших исследований. Так, физики, которые работают в Гарвардском университете, сделали сенсационное предположение о том, что Вселенная может быть разрушена шаром негативной энергии, которую создает боззон Хиггса). Они считают, что вопреки теории стандартной модели физики, конец Вселенной будет внезапным, а не медленным. Насколько верны их предположения, покажет только время.

Compendium



Заголовок

Tagline

Узнать больше




Вы можете оставить комментарий у себя ВКонтакте:

Или поделиться информацией о странице: