Частица конца света или бутылки шампанского: мир отмечает открытие бозона Хиггса

Он как языческий бог древности может похвастаться множеством имен: "чертова частица", "божья частица" или "частица бутылки шампанского". Но самое излюбленное и принятое в официальной науке название – бозон Хиггса. 4 июля 2012 года состоялось важнейшее событие в мире физики элементарных частиц – ученые подтвердили существование бозона после экспериментов с адронным коллайдером. О том, что такое бозон Хиггса, какое отношение он имеет к концу света, и как объяснить это слово в шарадах – в материале m24.ru.

Фото: home.cern

Что такое этот "чертов" бозон?

Бозон Хиггса – это обитатель мира теоретической физики – того раздела науки, где ученые строят предположения о взаимодействиях во Вселенной и ее устройстве. А если точнее, то речь идет о физике элементарных частиц и ее Стандартной модели. Последняя на сегодняшний день является самой известной моделью того, как работает космос.

Согласно Стандартной модели, в мире есть 12 элементарных частиц (кварки, бозоны и лептоны). В модели учтены три из четырех базовых взаимодействия: электромагнитное, сильное и слабое. Чтобы эти самые силы могли себя проявлять, у каждой из них есть своя собственная частица-переносчик, которую и называют бозоном. Например, фотоны являются квантами (частицами) электромагнитного поля, W- и Z-бозоны отвечают за слабое, а глюоны – за сильное взаимодействие. А знаменитый бозон Хиггса – придает элементарным частицам массу. Без него другие частицы никакой массой не обладали бы вовсе, они приобретают ее взаимодействуя со всеобъемлющем полем Хиггса.

Для простоты понимания представьте элементарные частицы в виде шариков пенопласта, которые рассыпаны в воде. Вода – хиггсоновское поле, оно делает частицы как бы "тяжелыми". Если бы шарики были просто рассыпаны то, при попытке на них подуть, они легко разлетятся, а в воде будут вести себя подобно частицам в невидимом поле – они будут сопротивляться воздействию. Такую массу в физике называют инертной. Она описывает сколько усилий нужно приложить для того, чтобы придать частице скорость.

Еще один пример: тележка на рельсах без массы бозона Хиггса при любом толчке начинала бы движение с огромной скоростью. После взаимодействия с "божьей частицей" она будет сопротивляться толчку, преодолевая силу трения и собственную инерцию и к тому же остановится через некоторое время после прекращения воздействия.

Скинуть пару бозонов, или какое отношение бозон Хиггса имеет к моей массе? Никакого. Масса объектов на планете Земля объясняется гравитационным взаимодействием. И даже на атомном уровне наши тела не содержат в себе частиц, на которые мог бы повлиять этот бозон. Он не имеет отношения к массе протонов, нейтронов и электронов.

Крохотная частица стала рок-звездой в мире физики

Большой адронный коллайдер Фото: home.cern

Начнем с того, что обнаружение бозона Хиггса, существование которого предположили еще в 1960-х годах, стало возможно подтвердить только после экспериментов в Большом адронном коллайдере. Это та огромная установка, про которую в начале 2000-х СМИ любили говорить, как про потенциальную причину конца света. Этот слух родился из утверждения, что машина моделирует Большой взрыв – тот самый, из-за которого (теоретически) родилась вся наша Вселенная. Слово "взрыв" привело к предположению о том, что его не смогут контролировать и понеслось.

Дурная слава ускорителя элементарных частиц привлекла большое внимание к опытам с установкой. Что, конечно же, сказалось на широком распространении новости об открытии бозона Хиггса в 2012 году.

Выставка, посвященная бозону Хиггса и адронному коллайдеру в Лондоне. Фото: ТАСС/Zuma/Tolga Akmen

Важное влияние оказала и книга нобелевского лауреата Леона Ледермана "Частица Бога: если Вселенная это ответ, то каков вопрос". Частица Бога – это тот самый бозон Хиггса. На самом деле автор книги боролся за право назвать ее "Чертова частица" (goddamn particle). Редактор эту версию отверг, но история сохранилась и до сих пор тиражирует.

После экспериментов с адронным коллайдером прошли выставки, и была написана не одна статья о поведении этой частицы различной степени научности и популярности. Например в CERN – крупнейшем центре изучения высоких энергий для популяризации понимания поведения бозона Хиггса людям предложили рецепты пиццы, узор которой будет отображать диаграмму появления "божьей частицы".

Фото: home.cern

"Частица бутылки шампанского" – это ироничное название бозона Хиггса, которое любят в научном мире. Все дело в том, что потенциал поля Хиггса похож на донышко у этой самой бутылки, а подтверждение существования частицы привело к распитию не малого количества праздничного напитка.

Частица ... конца света?

Питер Хиггс, в честь которого получила название элементарная частица Фото: ТАСС/PA Photos/Sean Dempsey

После того, как мир отметил доказательство существования "чертовой частицы", уже через год поступили тревожные вести связанные с ее именем. Джозеф Ликкен (Joseph Lykken) из Национальной ускорительной лаборатории имени Энрико Ферми (Fermi National Accelerator Laboratory) объявил о том, что Вселенная находится в нестабильном состоянии, которое обуславливается воздействием бозона Хиггса.

По мнению ученого, Вселенная через несколько миллиардов лет осознает, что должна находиться в ином состоянии. Внутри нее появится пузырек вакуума, который станет ее альтернативной версией и уничтожит мир, который мы знаем, ну или хотя бы представляем теоретически.

Случиться это событие может когда угодно, но скорее всего достаточно далеко от Солнечной системы. Катастрофа будет происходить на скорости света, а по сему ни одна существующая форма жизни даже заметить опасность не успеет. А вот расстояние от места начала конца до нас – миллиарды лет, что есть в запасе у планеты Земля.

Самое простое объяснение бозона Хиггса

Для всех, кто дочитал наш текст до конца, m24.ru приготовило приятный сюрприз. Инструкция о том, как объяснить этот термин, если вы играете с друзьями в шарады от знаменитого доктора Шелдона Купера.