Наука
В мире науки происходит большая шумиха. Исследователи из Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН) объявили о том, что частица бозон Хиггса существует. Ее называют «частицей Бога», которая существует между очень специфическим набором частиц и которая служит своего рода невидимым клеем, который связывает Вселенную вместе.
Бозон Хиггса, который до этих пор был теоретической частицей, является ключом к пониманию того, почему материя обладает массой, что в сочетании с гравитацией придает объектам вес.
Для людей далеких от физики всеобщая эйфория по поводу бозона Хиггса скорее всего непонятна. Что же все это означает?
Что такое бозон Хиггса?
Бозон — это тип субатомной частицы, которая придает силу. Бозон Хиггса был постулирован в 1964 году английским профессором Питером Хиггсом, который предположил, что его существование объяснит, почему материя, от атомов до планет имеет массу, а не летает по Вселенной как, например фотоны света.
Леонард Сасскинд — Что такое бозон Хиггса? [Стэнфорд]
Почему его так долго искали?
Предположить что-то в теории и доказать его существование — задача не из легких. Если бозон Хиггса действительно существует, он существует всего доли секунды. Согласно теории можно обнаружить достаточное его количество если столкнуть пучки протонов при достаточно высокой энергии. До Большого Адронного Коллайдера, который построили несколько лет назад, такого уровня энергии достичь не удавалось.
Действительно ли ученые нашли бозон Хиггса?
Это не совсем так, по крайней мере, не на том уровне, который они хотели бы достичь. С уверенностью можно сказать, что они нашли новую субатомную частицу массой примерно 130 протонов, и предварительные результаты действительно вписываются в то, что мы называем бозоном Хиггса. Есть предположение, что это может быть бозон Хиггса, или один из нескольких — по теории их больше одного.
Почему важно это открытие?
Физики, которые пытаются понять Вселенную, придумали теоретическую основу, которая объединяет различные силы природы. Она называется Стандартная Модель. Но проблема состояла в том, что эта модель не объясняла, почему у материи есть масса без привлечения бозона Хиггса.
То есть обнаружение этой субатомной частицы является мощной поддержкой Стандартной Модели, физического доказательства невидимого поля Вселенной, которая придала массу всей материи после Большого Взрыва, заставляя частицы объединиться в звезды, планеты и все остальное. Если бы бозон не нашли, то вся система взглядов теоретической физики развалится.» Нет бозона Хиггса — нет массы, нет массы — нет тебя, нет меня, нет ничего другого».
Что такое Бозон Хиггса простыми словами
Источник: www.infoniac.ru
Загадочный распад бозона Хиггса: что он говорит нам о природе частиц?
Загадочный распад бозона Хиггса: что он говорит нам о природе частиц?
12:05 / 31 мая, 2023 2023-05-31T12:05:00+03:00
Alexander Antipov
Как ученые из CERN могут в очередной раз изменить наше понимание физики.
На прошлой неделе на конференции по физике Большого адронного коллайдера исследователи из CERN, ответственные за эксперименты ATLAS и CMS , совместно сообщили о первых свидетельствах распадения бозона Хиггса на Z-бозон (электрически нейтральный переносчик слабого взаимодействия) и фотон. Бозоны Хиггса могут распадаться различными способами.
Например, они могут разделиться на пару лептонов — электрон и позитрон, или на пару тяжелых родственников электрона — мюонов. Также возможен распад бозона Хиггса на два фотона. Однако бозон Хиггса никогда не переходит в фотоны напрямую.
Вместо этого от бозона Хиггса до фотонов «распады происходят через промежуточный цикл виртуальных частиц, которые появляются и исчезают и не могут быть прямо обнаружены. Эти виртуальные частицы могут включать новые, ещё не открытые частицы, которые взаимодействуют с бозоном Хиггса», — говорится в сообщении CERN.
Так же, как и при распаде на два фотона, бозон Хиггса, который распадается на Z-бозон и фотон, проходит через те же циклы виртуальных и потенциально неизвестных частиц. Но это еще не всё: результаты экспериментов ATLAS и CMS также предполагают, что Стандартная модель физики элементарных частиц, которую должен был завершить бозон Хиггса, на самом деле указывает на теории, которые расширяют Стандартную модель.
Согласно Стандартной модели и данным CERN, около 0,15 процента бозонов Хиггса должны распадаться на Z-бозон и фотон, но данные показывают, что это происходит примерно в 6,6 процентах распадов, зафиксированных Большим адронным коллайдером. В теоретических моделях, которые расширяют Стандартную модель за счёт других частиц, скорость распада бозона Хиггса на Z-бозон и фотон существенно отличается от 0,15 процента, предсказанного Стандартной моделью.
Другими словами, происходит что-то интересное и потенциально революционное. «Благодаря тщательному сочетанию индивидуальных результатов ATLAS и CMS мы сделали шаг вперед к разгадке ещё одной загадки бозона Хиггса», — сказала Памела Феррари, координатор по физике ATLAS. Конечно же, нужно ещё оценить достоверность этого открытия, и оно пока что не такое же уверенное, как открытие самого бозона Хиггса учеными из CERN в 2012 году. В то время как свидетельства бозона Хиггса получили статистическую значимость 5-Sigma (примерно эквивалентную вероятности одной ошибки на 3,5 миллиона случаев), распад Z-бозона/фотона получил лишь 3,4-Sigma — всё ещё довольно низкую вероятность того, что это не ошибочное наблюдение. Тем временем, научное сообщество надеется на то, что больше наблюдений за бозоном Хиггса помогут прояснить ситуацию.
Если вам нравится играть в опасную игру, присоединитесь к нам — мы научим вас правилам!
Источник: www.securitylab.ru
Бозон Хиггса
Бозо́н Хи́ггса, хи́ггсовский бозо́н, хиггсо́н[14] (англ. Higgs boson) — элементарная частица, квант поля Хиггса, с необходимостью возникающий в Стандартной модели физики элементарных частиц вследствие хиггсовского механизма спонтанного нарушения электрослабой симметрии. Его открытие завершает Стандартную модель.
В рамках этой модели отвечает за инертную массу таких элементарных частиц, как бозоны. С помощью поля Хиггса объясняется наличие инертной массы частиц-переносчиков слабого взаимодействия (W- и Z-бозоны) и отсутствие массы у частицы-переносчика сильного (глюон) и электромагнитного взаимодействия (фотон). По построению хиггсовский бозон является скалярной частицей, то есть обладает нулевым спином.
Постулирован британским физиком Питером Хиггсом в его фундаментальных статьях, вышедших в 1964 году[17][18]. После нескольких десятков лет поисков 4 июля 2012 года в результате исследований на Большом адронном коллайдере был обнаружен кандидат на его роль — новая частица с массой около 125—126 ГэВ/c²[19]. Имеются веские основания считать, что эта частица является бозоном Хиггса[20][21][22]. В марте 2013 года появились сообщения от отдельных исследователей ЦЕРНа, что найденная полугодом ранее частица действительно является бозоном Хиггса.
Модель с хиггсовским бозоном позволила построить перенормируемую квантовую теорию поля[23].
Источник: www.atomic-energy.ru