Что такое бозон Хиггса?

1 Апреля 2013 в 21:00, Илья Хель 53 602 просмотра 18

Бозон Хиггса

Физика элементарных частиц — не такая популярная, как политика или сплетни о знаменитостях, но одному из ее представителей все же удалось собрать лавры. Речь идет, конечно, о бозоне Хиггса. 4 июля 2012 года команда CERN объявила, что нашла частицу, ради которой был построен Большой адронный коллайдер. Частица, дескать, точно соответствует ожиданиям физиков относительно хиггсовского бозона, или как его безграмотно окрестила пресса — «частицы бога». Бозон Хиггса отвечает за массу и будоражит умы. Что же это такое?

Конечно же, секрет шумихи в том, что мы еще немного приблизились к разгадке тайны Вселенной. Ну или хотим так полагать. Недавно мы писали о том, что физики CERN действительно нашли бозон Хиггса, поэтому никаких сомнений в том, что это именно тот бозон, не остается. Другой вопрос, что для его детального изучения придется построить еще несколько дорогостоящих коллайдеров.

Для того, чтобы понять, что такое бозон Хиггса, нам придется обратиться к одной из самых известных теорий, описывающих то, как работает космос: Стандартной модели. Эта модель пришла к нам в виде физических частиц, полей, которое физики постепенно заполняли строительными блоками по мере исследования Вселенной. Это происходило на протяжении веков и люди достигли существенного прогресса. Сначала мы обнаружили атомы, потом протоны, нейтроны и электроны, и наконец — кварки и лептоны (о них подробнее позже). Да, можно смести все эти фигуры с доски и сдаться квантовой механике, но физики упорно держатся за Стандартную модель, многие из них ее уже ненавидят и хотят опровержения, которое позволит найти более удобную и красивую теорию о том, как построен мир элементарных частиц. Но пока безуспешно, и открытие бозона Хиггса еще более оттянуло тщательный пересмотр СМ.

Как говорится, ежики плакали и кололись, но продолжали есть кактус. В конце концов, Стандартная модель дает нам глубокое представление о типах материи и сил, более глубокое, чем любая другая физическая теория.

Стандартная модель была разработана в 1970-х годах. Вот вся суть СМ в нескольких предложениях: наша вселенная состоит из 12 различных частиц материи и четырех сил. Среди этих 12 частиц есть шесть кварков и шесть лептонов. Кварки образуют протоны и нейтроны, а члены семьи лептонов включают электрон и электронное нейтрино — его нейтрально заряженный антагонист. Ученые полагают, что лептоны и кварки являются неделимыми: их нельзя разбить на более мелкие частицы. Наряду с этими частицами, Стандартная модель описывает четыре фундаментальных силы: гравитацию, электромагнитое, сильное и слабое взаимодействие.

Как теория, Стандартная модель работает хорошо, несмотря на ее неспособность вписаться в гравитацию. Благодаря этому, физики предсказали существование определенных частиц до того, как те были обнаружены экспериментально. И вот, на горизонте появился бозон Хиггса. Давайте выясним, как эта частица вписывается в Стандартную модель и Вселенную в целом.

Бозон Хиггса: последний элемент головоломки

Взаимодействие

Ученые считают, что каждая из этих четырех фундаментальных сил обладает соответствующей частицей (или бозоном), которая воздействует на материю. Это трудно понять. Мы привыкли думать о силе, как о загадочном эфире, который лежит за пределами бытия и небытия, но на самом деле сила так же реальна, как и сама материя.

Некоторые физики описывают бозоны как весы, связанные резинками с частицами материи, которая их порождает. Используя эту аналогию, мы можем представить бозоны, постоянно выстреливающие с помощью резинок и при этом спутывающиеся с другими бозонами в процессе рождения силы.

Ученые считают, что у каждой из четырех фундаментальных сил есть свои специфические бозоны. Электромагнитные поля, например, передают электромагнитную силу материи посредством фотона. Физики думают, что у бозона Хиггса такая же функция, но он будет передавать массу.

Но может ли у материи быть масса без бозона Хиггса? По Стандартной модели — нет. Но физики нашли решение. Что если у всех частиц нет собственной массы, но они получают ее, проходя через определенное поле? Это поле, известное как поле Хиггса, по-разному влияет на разные частицы. Фотоны могут проскользнуть незамеченными, а вот W- и Z-бозоны увязнут в массе. По факту, допущение существования бозона Хиггса говорит о том, что все, что обладает массой, взаимодействует с вездесущим полем Хиггса, которое занимает всю Вселенную. И как в других полях, описываемых Стандартной моделью, хиггсовскому нужна своя частица-переносчик, чтобы влиять на другие частицы. Она получила название бозона Хиггса.

4 июля 2012 года ученые, работающие на Большом адронном коллайдере, объявили, что открыли частицу, которая ведет себя как бозон Хиггса. Можно выдыхать — подумали физики, но выяснилось, что бозонов, подобных хиггсовскому, может быть несколько, а значит исследования на более высоких уровнях энергии будут продолжаться и продолжаться.

Что примечательно, бозон Хиггса неожиданно оказался прямо-таки провозвестником гибели Вселенной. Сценарий можно найти здесь.

Что такое бозон Хиггса?

Приложение
Hi-News.ru

Новости высоких технологий в приложении для iOS и Android.

18 комментариев

  1. Александр

    Очень интересная статья.
    Побольше бы таких.

  2. Аноним

    Да, разжевали про бозон... Мне понравилось. Пишите ещё!

  3. Ванёк

    Прочитали "сказку венского леса", и приняли теорию за революционную догму, да ещё "разжевать" умудрились ...

  4. Катя

    Надо этот бозон убрать, чтобы массы не было

  5. Александр

    Нас обманывают.

  6. Аноним

    Очень хорошая статья! Интересно!)

  7. Аноним

    побольше? на ютубе ролик есть - Удивительный Мир Внутри Атомного Ядра )))

  8. Владимир Горунович

    Под видом якобы открытого бозона Хиггса нам пытаются вдуть обыкновенный векторный мезон с массой 125 ГэВ.

  9. Владимир Горунович

    А теперь уточнения:
    • Кварки в природе не были обнаружены, ни при каких энергиях.
    • Лептонов в природе есть не шесть, а четыре – тау лептон (согласно полевой теории элементарных частиц) является возбужденным состоянием мюона.
    • В природе существуют не четыре фундаментальные взаимодействия, а два – гравитационные и электромагнитные. Ядерные силы сводятся к электромагнитным взаимодействиям, а слабое взаимодействие вообще выдумано.
    • Электромагнитные поля не передают силу посредством излучения фотонов – это противоречит фундаментальному закону природы: закону сохранения энергии.
    • У материи масса без бозона Хиггса существует – это электромагнитная форма материи: это масса постоянного электрического поля элементарных частиц, масса их постоянного магнитного поля и масса их переменного электромагнитного поля. Загляните в учебник классической электродинамики и вспомните формулу Эйнштейна. Иной ( не электромагнитной) формы материи физика на сегодня не обнаружила.
    • Поле Хиггса в природе не найдено, а вот с электромагнитными полями мы сталкиваемся на каждом шагу. А те кто сомневался в существовании электромагнитных полей, получали удар током от переменного электрического поля в сетевой розетке, и быстро убеждались в обратном.
    • То, что у вновь открытой элементарной частицы оказались распады на два фотона, еще не является доказательством существования в природе бозона Хиггса. Такие же распады есть и у векторных мезонов (см. на сайте Викизнание статью «Векторные мезоны» раздел «Возбужденные состояния векторных мезонов»).

    • Ильдар

      так и думал,что врут всё про бозон. Возможно какое-то оружие разрабатывают под этой маркой

  10. R

    Статья хорошо написана, понятно и для не "посвященных" и представлена с позиции СМ, а то что СМ сама спорна это факт. Склоняюсь, что впаривают 125Гэв-ный мезон, так как ни кто не поймет трат на швейцарскую вечеринку в виде адронного коллайдера и всего того, что ей или ему сопутствует в "научном" мире)) Ну хоть, что то надо ответить на вопрос колоссальных трат в никуда, сотен ящиков выпитого шампанского, новых дорогих машинах, виллах, приятного отдыха после трудов адронных)) Да и застолбить бюджеты на ближайший десятилетия)))

  11. R

    Свифт ещё про это в Гуливере написал, как "ученые" пытались получить солнечный свет из огурцов))

  12. ванюха.

    всё нормально,главное не скучать. не получиться так,изобретём другое.

  13. ванюха.

    раз все сомневаются, значит,что-то не так в научном построении-прокол, так сказать. науке инертна и чтобы ей попытаться поменять вектор направленности поиска, ей надо пересмотреть свои базовые знания-основы. шутка ли, замахнулись на Вселенную и её фундаментальные универсальные составляющие построения.

  14. Lich

    Мммм.. Так векторный мезон имеет единичный спин, а там вроде как найденая частица имеет нулевой спин и уровень статистической значимости 5 сигма.

  15. ванюха.

    чтобы найти общий язык и взаимопонимание я должен знать,на чём основывается ваша база в построении,ваше личное понимание процесса по азам и мне будет достаточно- просто, ясно и понятно,и коротко. потому что слишком уж всё емкое по научным наворотом. для меня нет ничего ценного в человеческой атрибутике и в выпячивании своего я. ценно резонансное созвучие парности мыслей.,где один из них постарается быть доменантом в отражении процесса. всё шутка. ребята у вас так,а у меня наоборот.

  16. Zebras

    Илья, большое спасибо за статью. Просто и понятно, нормальным человеческим языком. У меня подрастает сынишка ( 5,5 лет) спрашивает все и обо всем. Недавно пыталась объяснить ядерную реакцию синтеза на Солнце ))). Думаю, такими темпами, скоро и до бозона Хиггса дойдем.

  17. Valerka

    Под открытым бозоном (частицей бога (может, это человек?!)) я понимаю то, что удерживает от всеобщего разрушения и хаоса. В вечности, Вселенная (совокупность сознаний) вполне может приходить к такому состоянию (подобно или близко к проявлению шизофрении и тп, только в массовом охвате, результатом общего потребления). И при воздействии таких энергий, как раз проявляются запредельные возможности, когда мы все как бы на грани - быть/не быть. Кто/что выдержал(о), тот и искомый…
    Но не думаю, что это основная частица всему. Так как упорядоченность, гармония в природе, созидаются не адронными и тп штучками, или кем-то одним.
    Следующим и апофеозным открытием следует ожидать: совокупность взаимодействующих частиц как одно целое. То есть, человечество)

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.