4 июля – знаковая дата для современной науки. Ровно год назад ученые Европейского центра ядерных исследований заявили об открытии бозона Хиггса. Почему ученые всего мира стремились найти его и что особенного в этой частице – рассказывает M24.ru.
Почему бозон Хиггса был так нужен ученым
Люди всегда стремились найти ответ на вопрос, как возник мир и что послужило толчком для его создания. Начиная с тех времен, когда люди еще верили в то, что мир стоит на огромной черепахе, ученые старались построить теорию, которая описывала бы процесс возникновения мира.
Первой научной теорией, которая пыталась ответить на вопрос о сущности физических процессов, была теория гравитации Ньютона, совместно с его классической механикой. Теорию тяготения Ньютона "подвинула" в сторону теория относительности Эйнштейна, которая оказалась более точной в описании физических процессов, происходящих во Вселенной.
Однако и теория относительности не могла описать, как возникла Вселенная. Согласно современным представлениям, около 15 миллиардов лет назад все вещество во Вселенной было сжато в одну бесконечно малую точку, после чего произошел взрыв, давший начало тому миру, который сейчас вокруг нас. Но теория относительности и ее положения не могут ответить на вопрос, как именно возникла Вселенная – все физические законы неприменимы для вещества бесконечной плотности, сжатого в точку.
Фото: ИТАР-ТАСС
Ученые стремятся найти "теорию всего" (как любит выражаться британский астрофизик Стивен Хокинг), которая описывала бы все процессы во Вселенной и могла ответить на вопрос о ее возникновении. После того, как теория относительности не смогла предсказать поведение частиц сразу после Большого взрыва, ученые начали рассматривать две теории – супергравитацию и бозонную теорию струн.
Начиная с 90-х годов прошлого века ученые начали склоняться к тому, что ответ на вопрос о возникновении Вселенной сможет дать именно теория струн.
В рамках стандартной модели теории струн за массу элементарных частиц отвечает другая частица, получившая название бозон Хиггса – по имени ученого Питера Хиггса, предсказавшего его существование в 1964 году.
Обнаружение бозона Хиггса помогло бы ответить на вопрос, как возникла Вселенная и почему элементарные частицы тоже обладают массой, а согласно результатам недавних исследований массой обладают даже нейтрино. Ранее считалось, что эти частицы, слабо взаимодействующие с веществом, не обладают собственной массой.
Ради обнаружения бозона Хиггса был запущен такой проект, как Большой адронный коллайдер. Строго говоря, поиск "частицы Бога" не был его единственной целью, но являлся одним из основных направлений экспериментов на коллайдере.
Фото: ИТАР-ТАСС
Согласно современным теориям, после Большого взрыва частицы приобрели массу под воздействием особого поля, которое образовали бозоны Хиггса.
Таким образом, бозон Хиггса был последним "кирпичиком" в стандартной модели Вселенной. Для разработки единой модели, которая смогла бы ответить на вопрос о сотворении мира, не хватало только его. Поэтому бозон Хиггса стали называть "частицей Бога", поскольку его открытие дало бы ответ на то, что религии относят к "Божьей сфере деятельности".
Открытие бозона Хиггса
This browser does not support the video element.
4 июля прошлого года ученые из Европейского центра ядерных исследований официально объявили – бозон Хиггса открыт! Впрочем, ученые были весьма осторожны: по их словам, подтвердить открытие бозона Хиггса могли только дальнейшие тесты.
Совершить переворот в науке ученым помог Большой адронный коллайдер – в ходе экспериментов исследователи наблюдали частицу, которая обладала всеми характеристиками бозона Хиггса.
В поисках бозона принимали участие ученые со всего мира, в том числе специалисты из России. В итоге обнаружить частицу, имеющую поразительное сходство с бозоном, удалось, разогнав до скорости света пучки протонов в 27-километровом тоннеле коллайдера. После того, как ученые проанализировали результаты наблюдений, мир облетела шокирующая новость – "частица Бога" обнаружена.
Последние опасения скептиков были рассеяны в марте 2013 года, когда физики ЦЕРН, проведя еще несколько тестов, официально заявили о том, что обнаруженная почти год назад частица действительно является бозоном Хиггса.
Фото: ИТАР-ТАСС
Над чем работают ученые после открытия бозона Хиггса
Несмотря на то, что исследователям удалось обнаружить частицу, существование которой отвечает на вопрос "Почему во Вселенной действуют именно такие физические законы?", универсальную теорию всего ученым создать пока не удалось.
Работы по ее созданию ведутся специалистами из многих стран, которые пытаются объединить в единое целое существующие теории струн (а их не одна и не две) и соотнести их с двумя другими научными теориями, которые были созданы еще в начале XX века – теорией относительности и квантовой механикой.
Так или иначе, открытие бозона Хиггса, независимо от того, какие шаги в дальнейшем предпримут ученые разных стран для создания Единой теории всего, стало важнейшим событием мира науки в новом тысячелетии.