8 апреля 2024 года умер лауреат Нобелевской премии профессор Питер Хиггс. Он внес огромный вклад в развитие физики, но его имя всегда будет неразрывно связано с предсказанной им частицей.
Его теоретическая демонстрация того, что такая частица может решить многие проблемы в физике, дала толчок научным поискам, длившимся почти 50 лет.
Содержание
Открытие века: в погоне за “частицей Бога”
Одним из величайших достижений науки в XXI веке стало открытие бозона Хиггса – элементарной частицы, предсказанной ещё в 1964 году. Долгие поиски этого малоизученного объекта увенчались успехом в 2012 году благодаря экспериментам на Большом адронном коллайдере в ЦЕРНе. Но что же такое бозон Хиггса, почему его обнаружение стало таким важным и как оно изменило наши представления о Вселенной?
Загадка массы
В середине XX века физики достигли значительных успехов в понимании микромира. Была разработана Стандартная модель – теория, описывающая все известные на тот момент элементарные частицы и взаимодействия между ними. Однако в этой блестящей концепции оставался изъян – она не могла объяснить, откуда берётся масса.
Сложно представить, но согласно теории, многие известные нам частицы когда-то были абсолютно безмассовыми. Откуда же взялась масса у протонов, нейтронов и других субатомных “кирпичиков” материи? Этот вопрос долго оставался нерешённым, пока в 1964 году сразу несколько учёных практически одновременно не выдвинули гипотезу о существовании особого поля, взаимодействие с которым и придаёт массу частицам.
Питер Хиггс – обычный парень из Ньюкасла
Одним из тех, кто независимо пришёл к этой гениальной идее, был британский физик-теоретик Питер Хиггс, работавший в Эдинбургском университете. Его теория получила наибольшее признание в научном сообществе, поэтому предполагаемую частицу, переносчика этого поля, и назвали “бозоном Хиггса” или “частицей Бога”.
Удивительно, но Хиггс был самым обычным человеком – сыном рабочего из Ньюкасла, любителем пива и футбола. Никто не ожидал, что этот тихий скромный парень совершит переворот в физике XXI века.
Поиски “Божественной частицы”
Теория Хиггса утверждала, что повсюду во Вселенной существует особое поле, взаимодействие с которым придаёт массу частицам. Значит, должен быть и переносчик этого поля – ни на что не похожая элементарная частица. По расчётам, она должна быть невероятно нестабильной, распадаясь менее чем за одну стомиллиардную доли секунды!
Доказать существование этой хиггсовской частицы стало одной из главных целей физики элементарных частиц. Для её обнаружения потребовалось построить самый мощный в мире ускоритель – Большой адронный коллайдер. Эта гигантская подземная машина длиной почти 27 км разгоняет пучки протонов до рекордных энергий, имитируя условия вскоре после Большого взрыва. Столкновения этих пучков порождают кратковременное цунами экзотических частиц, среди которых можно будет, если повезет, заметить и редчайшую “частицу Бога”.
Летом 2012 года учёные ЦЕРНа наконец сообщили о том, что след хиггсовского бозона обнаружен! Поистине сенсационная новость облетела весь мир. Это открытие стало не просто важным шагом в физике – оно положило конец почти 50-летним поискам “божественной частицы” и увенчало многолетний труд тысяч учёных и инженеров, создававших Большой адронный коллайдер.
Частица, объясняющая всё
Но почему открытие бозона Хиггса произвело такой фурор? Ведь это всего лишь одна из многих экзотических частиц. Дело в том, что именно она завершила Стандартную модель физики элементарных частиц. Её наличие позволило объяснить, откуда берётся масса, без которой невозможны ни планеты, ни звёзды, ни жизнь во Вселенной.
Вопрос происхождения массы – одна из величайших загадок современной физики. Согласно теории, буквально в первые мгновения после Большого взрыва все частицы не имели массы. Но почти сразу же возникло загадочное “поле Хиггса”, имеющее ненулевое значение во всей бесконечной Вселенной. И именно взаимодействие частиц с ним и придаёт им массу.
Открытие бозона Хиггса увенчало многолетние усилия теоретиков, инженеров и огромных научных коллективов по всему миру. Это стало одним из величайших достижений человеческого разума и символом научно-технического прогресса XXI века. Благодаря этому открытию, современная физика ступила на новую ступень в понимании материи и энергии. Появились новые рубежи для исследования и новые горизонты для уточнения знаний о начальных моментах существования нашей Вселенной.
Читайте также: Стремление человечества найти новую физику зависит от спорного ускорителя частиц
