4 июля 2012 года исследователи, работающие на Большом адронном коллайдере (БАК) в Швейцарии, объявили о своем триумфе: они успешно обнаружили бозон Хиггса. Это открытие стало проявлением механизма, который наделяет некоторые элементарные частицы массой, и было признано колоссальным достижением как экспериментальной науки, так и теоретической мысли, что подтвердила Нобелевская премия по физике 2013 года.
Бозон Хиггса, который ученые искали около 50 лет, являлся последним недостающим элементом в Стандартной модели физики элементарных частиц — теории, описывающей основные строительные блоки Вселенной. Его значимость фундаментальна для всего, что мы знаем о мироздании. Эта частица связана с полем Хиггса, которое пронизывает всю Вселенную. Именно взаимодействие с этим полем устанавливает массы кварков и заряженных лептонов — строительных блоков материи, а также носителей массивных сил.
В этом грандиозном достижении ключевую роль сыграли исследователи из Университета Брауна. Экспериментаторы, включая Дэвида Каттса, Ульриха Хайнца, Грега Ландсберга и покойную Минакши Нарайн, внесли важный вклад в эксперимент CMS на БАК, которому и приписывается открытие. Кроме того, покойный Джеральд Гуральник годами ранее входил в группу, которая сделала теоретическое предсказание этой частицы, которое многие ученые считают наиболее полным описанием механизма Хиггса.
Хотя обнаружение бозона Хиггса завершило Стандартную модель, оно отнюдь не стало конечной точкой для физики элементарных частиц. Напротив, как отметил Лукас Гускос, открытие открыло совершенно новую главу исследований. Теперь физики стремятся понять, насколько сильно бозон Хиггса взаимодействует с другими частицами, а также с самим собой.
Ключевой вопрос — выходит ли бозон Хиггса за рамки предсказаний Стандартной модели. Любое отклонение от этих предсказаний могло бы указать на существование новых частиц или сил. Некоторые связи Хиггса (его взаимодействия) известны лишь с точностью до 10% или даже меньше, а другие либо очень слабо ограничены, либо еще не установлены вовсе.
Понимание этих взаимодействий связано с самыми глубокими загадками Вселенной. Например, точные измерения того, как бозон Хиггса взаимодействует с другими частицами и с самим собой, могут помочь объяснить, почему во Вселенной доминирует материя над антиматерией, что, по сути, объясняет, почему мы существуем. Эти измерения также могут дать ключи к пониманию природы темной материи.
Один из наиболее драматичных вопросов касается потенциала Хиггса — энергетического ландшафта поля Хиггса, из которого рождается частица. Обнаружив частицу, ученые теперь знают, каков минимум этого потенциала Хиггса. Однако неизвестно, является ли этот минимум универсальным. Если бы поле Хиггса могло совершить квантовое туннелирование в более низкое энергетическое состояние, это полностью изменило бы судьбу Вселенной. Тем не менее, ученые призывают не волноваться (пока), поскольку текущие данные подразумевают сроки жизни, значительно превышающие возраст Вселенной.
Для решения этих фундаментальных вопросов ученые со всего мира собираются на престижных конференциях, таких как ежегодная Конференция по Хиггсу, которая впервые прошла в Университете Брауна. Эта конференция объединила около 130 человек для обсуждения текущего статуса исследований и разработки планов дальнейшего продвижения.
Одной из основных тем стала «инструменты для прецизионных измерений», что включает не только детекторы, которые используются сейчас и планируются в будущем, но также алгоритмы, методы анализа и искусственный интеллект (ИИ), которые преобразуют данные в измерения. В ближайшей перспективе планируется следующая фаза БАК с более высокой интенсивностью, а также обсуждение следующего многомиллиардного проекта коллайдера, который позволит еще глубже понять бозон Хиггса.
Проведение подобной конференции в Брауне подчеркивает роль университета как центрального места в исследованиях Хиггса и физике элементарных частиц в целом. Кроме того, это стимулирует интерес со стороны смежных дисциплин, таких как инженерия и компьютерные науки, благодаря общим методам и технологиям.
Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.