Всего через несколько дней Большой адронный коллайдер (БАК), крупнейший ускоритель заряженных частиц, принадлежащий Европейской организации по ядерным исследованиям (ЦЕРН), снова вернется к своей работе. В 2012 году БАК позволил ученым одним глазом взглянуть на Бозон Хиггса, так называемую частицу Бога, элементарную частицу, наделяющую массой вещество во Вселенной.
Если что, бозон Хиггса остался в 2012 году. Самый мощный ускоритель частиц в мире начнет работать очень скоро, и ему предстоит заняться поиском ответов на другие вопросы — от «вимпов» до «страпелек». Дополнительная мощность, которой обзавелся Большой адронный коллайдер за время перерыва, может открыть двери в неисследованные миры науки частиц.
Однажды осенним утром в 2009 году команда из трех физиков сгрудилась вокруг экрана компьютера в небольшом офисе с видом на Бродвей в Нью-Йорке. Они надели самую красивую одежду — даже аспиранты были с запонками — и приготовили бутылку шампанского. Одним щелчком мышки они надеялись разоблачить фундаментальную частицу, которая ускользала от физиков десятки лет: бозон Хиггса.
В науке есть такая проблема: дисбаланс между материей и антиматерией во Вселенной. Ученые считают, что в процессе Большого Взрыва должно было образоваться равное количество материи и антиматерии, которые аннигилировали бы и превратились в ноль. Но поскольку мы живы и наблюдаем материю, что-то пошло не так. Что?
Гравитация не только позволяет нам безопасно находиться на земле и удерживает планеты от бесконтрольного путешествия по бескрайним просторам космоса, но и, по мнению некоторых специалистов, ответственна за спасение всей Вселенной. Физики из Имперского колледжа Лондона, а также ученые из университетов Копенгагена и Хельсинки считают, что процесс взаимодействия между частицами (бозонами) Хиггса и гравитацией имеет серьезное влияние на развитие ранней Вселенной и в какой-то момент даже предостерег всю Вселенную от катастрофического разрушения после Большого взрыва.
В прошлом году CERN объявил об обнаружении новой элементарной частицы, бозона Хиггса. Но что, если на самом деле это не частица Хиггса, а просто похожая на нее? Возможно, она не одна такая. Расчеты показывают, что обнаруженная в прошлом году на ускорителе частиц CERN частица действительно является знаменитым бозоном Хиггса. Физики сходятся во мнении, что эксперименты CERN действительно нашли новую частицу, доселе невиданную. Однако международная команда ученых считает, что нет убедительных доказательств того, что эта частица — Хиггса.
Не так давно ученые заговорили о новой космологической модели, известной как «хиггсогенез» (Higgsogenesis). Документ с описанием новой модели был опубликован в журнале Physical Review Lettres. Термин «хиггсогенез» относится к первому появлению частиц Хиггса в ранней Вселенной, так же как бариогенез относится к появлению барионов (протонов и нейтронов) в первые моменты после Большого Взрыва. И хотя бариогенез — достаточно хорошо изученный процесс, хиггсогенез остается сугубо гипотетическим.
С 1930-х годов ученые искали частицы, которые одновременно представляли бы собой материю и антиматерию. Недавно физики обнаружили веские доказательства существования такой частицы внутри сверхпроводящего материала. Это открытие может представлять собой первую так называемую майорановскую частицу и поможет исследователям кодировать информацию для квантовых компьютеров.
На свет вылились новые доказательства, поддерживающие теорию бозона Хиггса, который, по всем данным, был обнаружен на Большом адронном коллайдере (CERN) в 2012 году. Эта работа стала результатом международной коллаборации во главе с учеными из Массачусетского технологического института и подтверждает, что потенциальный бозона Хиггса распадается в соответствии с прогнозами и ожиданиями Стандартной модели.
Эра физики элементарных частиц подошла к концу. Когда ученые CERN в июле прошлого года объявили, что нашли бозон Хиггса, который отвечает за предоставление массы всем другим частицам, они обнаружили окончательную недостающую часть в системе, которая учитывает взаимодействие всех известных частиц и сил. Эта теория носит название Стандартной модели.