Что такое бозон Хиггса?

Что такое бозон Хиггса?

Невозможно рассуждать об устройстве Вселенной, всех этих планетах, метеоритных потоках и прочем, не упомянув его – бозон Хиггса. 4 июля 2012 года войдет в историю не только современной физики элементарных частиц, но и всей планеты в целом. В этот день Большой адронный коллайдер наконец оправдал горы денег, вложенных в его постройку и содержание. Команда ученых из лаборатории CERN нашли частицу, которая взбудоражила всех в научном сообществе, а пресса тут же нарекла ее «частицей бога». Что такео бозон Хиггса и почему на него все молятся? Об этом сейчас и поговорим.

Естественно, никто не поднимал бы такой шум, если бы это открытие было началом очередной теории. Но нет, они действительно нашли его – тот самый бозон Хиггса, тем самым завершив стандартную модель физики элементарных частиц и на шаг приблизившись к решению самых больших вселенских загадок. Вот только найти – это лишь полдела. Теперь его нужно изучить, а для этого понадобится еще парочка коллайдеров, которые, кстати, создаются до сих пор.

Обратимся к той самой Стандартной модели физики частиц, чтобы понять, что же из себя представляет бозон Хиггса. Стандартная модель не появилась из ниоткуда, ее по кирпичику выстраивали ученые на протяжении многих веков. Ну вы знаете, открыли атомы как наименьшую неделимую частицу, потом оказалось, что там внутри еще электроны, протоны, нейтроны. А потом еще и кварки с лептонами. Казалось бы, что давно уже можно было признать правоту квантовой механики и бросить все это, но вот неурядица – открыли бозон Хиггса, который еще больше укрепил позиции Стандартной модели. В общем, как бы кто ни ненавидел СМ, она более детально описывает устройство Вселенной, чем любая другая модель, поэтому ее все еще придерживаются.

Что такое бозон Хиггса?

Чтобы понять, что такое «частица бога», вам придется познать и суть Стандартной модели, поэтому, постараюсь кратко. СМ говорит о том, что во Вселенной существует 12 элементарных частиц и 4 силы. В общем, из них она и состоит, согласно данной модели. Частицы делятся на кварки и лептоны. Первые включают в себя протоны и нейтроны, а вторые – электроны и три вида нейтрино. СМ утверждает, что разделить лептоны и кварки на более мелкие частицы нельзя. Что касается, четырех сил, это гравитация, электромагнетизм, а также слабое и сильное взаимодействие.

В теории все это работает прекрасно, не считая того, что с гравитацией как-то не вяжется. Поэтому, наличие во Вселенной некоторых элементарных частиц было предсказано еще до того, как их открыли. Итак, где же в этой цепочке находится бозон Хиггса?

Бозон Хиггса – связующее звено

Бозон – это частица, которая оказывает влияние на саму материю – это так, если очень кратко. По мнению физиков и согласно Стандартной модели, все фундаментальные силы Вселенной, описанные выше, обладают своим бозоном. Для нас, простых обывателей, сила – это нечто абстрактное, но это не так. Она вполне реальна и описываема законами физики, как и сама ткань Вселенной, то есть вещество или материя.

Что такое бозон Хиггса?

Говоря более простым языком, бозоны – это главные составляющие силы. Материя состоит из частиц, силы взаимодействует с ней по средствам бозонов, все это магическим образом держится на космическом скотче и палках и как-то поддерживает жизнь во Вселенной. Очень грубо говоря, конечно. Не советую так отвечать преподавателям физики.

Как вы уже знаете, СМ подразумевает, что каждая сила обладает своими бозонами. Например, хорошо известные нам фотоны, с помощью которых электромагнитная сила направляется от полей к материи. Бозон Хиггса же отвечает за передачу массы.

Можно ли передавать массу материи без этого бозона? Согласно СМ – нельзя. То есть, по этой теории, вся Вселенная имеет массу лишь благодаря этой частице. Отсюда и пафосное название «частица бога», хотя на деле не так уж все и величественно. Поля передают силы материи, согласно Стандартной модели. Каким тогда должно быть поле Хиггса, чтобы оснащать массой все сущее? Правильно, размером со всю Вселенную. Ну и, конечно же, нужна частица, которая будет эту массу передавать – бозон Хиггса. Эта частица будет влиять на все остальные, от нее будет зависеть их масса.

Однако, как мы все знаем, чем больше в физике ответов, тем больше в ней вопросов. Оказалось, что таких бозонов может быть не один и даже не два, а значит бозон Хиггса, вполне возможно, не единственная в своем роде частица бога. Поэтому дальнейшие исследования в этой области продолжаются по сей день.