3. Беглая "частица бога"
Об открытии новой частицы было объявлено на научном семинаре ЦЕРН в Женеве, транслировавшемся на весь мир. Символично, что на это мероприятие были приглашены ныне здравствующие "авторы" Хиггсовского механизма, в том числе сам Питер Хиггс, чье имя носит неуловимая "частица Бога". П.Хиггс, комментируя открытие, сделанное в ходе экспериментов CMS и ATLAS, которые проводятся на Большом адронном коллайдере, признался, что "не ожидал, что это случится" при его жизни.
По данным ЦЕРН, в обоих экспериментах была выявлена новая частица с массой 125-126 гигаэлектронвольт (ГэВ). Однако авторы открытия подчеркнули, что находятся лишь в начале пути, так как им еще предстоит установить, является ли открытая частица тем самым хиггсовским бозоном стандартной модели.
Следующим шагом ученых станет определение точных характеристик новой частицы и выяснение ее роли для понимания устройства Вселенной. Возможно, обнаруженная частица является более экзотическим элементом материи и может стать ключом к пониманию "темной материи" и "темной энергии", из которых на 96% состоит космос. Стандартная модель не объясняет феномен "скрытой массы", а также гравитационного взаимодействия. Физики надеются, что последние результаты экспериментов приблизят их к созданию универсальной теории Вселенной, или "Теории всего".
Бозон Хиггса – гипотетическая элементарная частица, постулированная в работах британского физика П.Хиггса в 1964г., квант хиггсовского поля. Это единственная из частиц стандартной модели, которая фактически еще не обнаружена. Считается, что стандартная модель, являющаяся одной из основ современной физики, безупречно описывает свойства и взаимодействия всех известных элементарных частиц, однако не дает ответа на фундаментальный вопрос: почему большинство этих частиц обладает массой? Механизм, предложенный П.Хиггсом, описывает, как элементарные частицы приобретают массы, предсказывая существование фундаментальной частицы – бозона Хиггса. Обнаружение этой частицы является необходимым шагом на пути к созданию универсальной теории Вселенной, которую принято называть "Теорией всего".
В 2013г. работа Большого адронного коллайдера (БАК) будет приостановлена на полтора года, чтобы подготовить научный комплекс к работе на полной мощности – 14 ТэВ на два пучка. На временные жертвы ученые идут ради получения более точных знаний о бозоне Хиггса. В Физическом институте им.П.Н.Лебедева РАН считают, что при работе коллайдера на полной мощности станут возможны исследования и других, не менее интересных гипотетических частиц.
Детекторы на БАКе не могут зарегистрировать бозон Хиггса напрямую, но продукты его распада живут достаточно долго для того, чтобы быть зарегистрированными. Например, лептоны, на которые распадаются так называемые Z-бозоны (переносчики слабого взаимодействия). Однако у ученых нет полной уверенности в том, что зафиксированные продукты распада свидетельствуют об обнаружении именно "частицы Бога". Старший научный сотрудник ФИАН Владимир Тихомиров отмечает, что те же самые частицы, на которые распадается бозон Хиггса, могут быть рождены и в результате процессов, которые к искомому Хиггс-бозону никакого отношения не имеют.
Стандартная модель (в физике элементарных частниц) – это теория, описывающая 3 из 4 фундаментальных взаимодействий элементарных частниц: электромагнитное, слабое и сильное. Электромагнитное и слабое взаимодействия являются проявлениями единого электрослабого взаимодействия. При этом стандартная модель не является "Теорией всего", поскольку не касается гравитационного взаимодействия и не описывает "темную материю" и "темную энергию". Чтобы "Теория всего" возникла, необходимо объединение стандартной модели с общей теорией относительности за счет создания квантовой теории гравитации (описания гравитационного взаимодействия). В настоящее время для попытки объединения фундаментальных объединений рассматриваются различные модели – теория струн, петлевая квантовая гравитация и М-теория.
Прозвища "частица бога" бозон Хиггса впервые был удостоен в заголовке книги нобелевского лауреата Леона Ледермана The God Particle: If the Universe Is the Answer, What Is the Question ("Частица бога": Если Вселенная – это ответ, то каким же был вопрос") . Сам ученый сначала хотел употребить вариант the goddamn particle ("проклятая частица"), но он был отвергнут учеными. Многие коллеги Л.Ледермана не согласны с подобным обозначением, считая более удачным словосочетание "бозон бутылки шампанского", поскольку потенциал комплексного поля Хиггса напоминает донышко бутылки шампанского.
Отметим, что 14 декабря Россия подала заявку на вступление в Европейский центр ядерных исследований (ЦЕРН) в качестве ассоциированного члена. Тремя днями ранее, 11 декабря, фонд Юрия Мильнера присудил две специальные премии в области физики. Группа ученых из семи человек, которые в разное время занимались исследованиями бозона Хиггса, получила денежное вознаграждение в размере 3 млн долларов. Помимо них, премии за открытие излучения черных дыр, вклад в квантовую теорию гравитации и квантовые аспекты эволюции ранней Вселенной был удостоен знаменитый физик-теоретик и космолог Стивен Хокинг.