В среду физики сообщили о вероятном завершении одного из самых долгих и дорогостоящих поисков в истории науки — они отрапортовали об открытии новой субатомной частицы, которая весьма походит на описанный ранее теоретически бозон Хиггса, могущий помочь понять устройство вселенной.

В Женеве 1000 человек стояли в очереди всю ночь, чтобы попасть в аудиторию Европейской организации ядерных исследований (CERN), где царила приподнятая атмосфера. Питер Хиггс из Университета Эдинбурга был встречен бурными овациями. Подтверждение существования бозона Хиггса или чего-то подобного, весьма схожего на искомую частицу, собрало на эту встречу физиков, полстолетия веривших в существование бозона.

Учёные в среду в Женеве приветствуют открытие субатомной частицы, которая напоминает бозон Хиггса (Denis Balibouse)

Директор многонационального исследовательского центра CERN в Женеве Рольф-Дитер Хойер (Rolf-Dieter Heuer) заявил о частице: «Я полагаю, она в наших руках». CERN является домом Большого адронного коллайдера (БАК), огромного ускорителя частиц, получающего данные для наблюдений путём столкновения протонов. Результаты исследования были озвучены двумя отдельными командами ATLAS и CMS — два детектора БАК наблюдали новую частицу с массой примерно 125—126 ГэВ. Предположительно, это бозон, причём самый тяжелый из обнаруженных. Господин Хойер назвал открытие исторической вехой.

Он и прочие учёные отмечают, что пока ещё очень рано говорить наверняка о бозоне Хиггса, однако новая частица была предсказана Стандартной моделью, теорией, которая являлась основной в физике в последние полстолетия. Она описывает частицы, формирующие атомы и молекулы и материю, которая нас окружает, а также силы, действующие на них. Теория, впрочем, не объясняла, как частицы обретают массу, и в 1964 году шестеро учёных, среди которых и физик Питер Хиггс (Peter Higgs), предложили объяснение процесса, которое получило имя «механизм Хиггса». Если бы не было массы, все частицы, формирующие материю, двигались бы со световой скоростью и не могли бы формировать материю в том виде, который нам известен. Механизм Хиггса подразумевает наличие некоего поля, пронизывающего вселенную, и позволяющего двигающимся элементам (за исключением фотонов) обрести массу при взаимодействии с бозонами Хиггса (видимыми проявлениями этого поля). Проходя через поле, частицы набирают вес, словно законопроект, проходящий через множество поправок, дополнений и повторных чтений в Государственной Думе. Есть модели, которые не требуют наличия бозона Хиггса для объяснения масс наблюдаемых частиц — если бы бозон не был обнаружен, это косвенно свидетельствовало бы в их пользу.

Столкновения протонов из исследования (CERN, Associated Press)

В открытии, впрочем, речь может идти о похожей частице, одной из многих, которые ещё предстоит открыть. Эта вероятность может указать на новые, более глубокие идеи, которые точнее описывают природу вещей, чем Стандартная модель. Пока же физики просто называют частицу «похожей на бозон Хиггса».

«Это нечто, что может в конечном итоге быть одним из крупнейших результатов наблюдений любого нового явления в нашей области в последние 30 или 40 лет», — сказал Джо Инкандела (Joe Incandela), физик университета Калифорнии и представитель одной из двух групп, обнародовавших новые данные в среду.

Теоретик Питер Хиггс, в честь которого назван бозон, поздравляет Фабиолу Джианотти (Denis Balibouse)

Физики отмечают, что со временем не исключено обнаружение новых частиц. Отклонения от простейшей версии существующей теории уже предполагаются, а опыты БАК дают новую пищу для размышлений. Стандартная теория описывает лишь известную нам материю, но есть основания считать, что она занимает во Вселенной только 4%. Модель не описывает, например, тёмную материю, не испускающую электромагнитного излучения, но создающую гравитационные эффекты, оказывающие влияние на поведение галактик. Другим вопросом является то, почему вселенная создана из материи, а не из антиматерии. «Если бозон действительно проявляет себя не в соответствии с представлением о нём, из этого может следовать, что в картину устройства вселенной есть что добавить — больше частиц, может быть, больше действующих сил», — сказал физик Нейл Вайнер (Neal Weiner) из Нью-Йоркского университета.

Учёные в Батавии (штат Нью-Йорк) смотрят презентацию об открытии бозона Хиггса из Женевы (Peter Wynn Thompson, The New York Times)

Кстати, обнародованное открытие стало возможным благодаря созданию БАК, крупнейшей в мире физической машины стоимостью порядка $10 млрд, которая начала функционировать лишь два года назад и пока работает только на половину своей мощности.

Источник: 3DNews