Полiт.ua Государственная сеть Государственные люди Войти
22 октября 2017, воскресенье, 03:56
Facebook Twitter LiveJournal VK.com RSS

НОВОСТИ

СТАТЬИ

АВТОРЫ

ЛЕКЦИИ

PRO SCIENCE

СКОЛКОВО

РЕГИОНЫ

05 июля 2012, 09:25

Охота на бозон Хиггса. Что же нашли физики?

Прыжок в будущее

4 июля 2012 г. в ЦЕРНе состоялся открытый для прессы семинар, за онлайн-трасляцией которого следили сотни тысяч землян. Все ожидали объявления об обнаружении бозона Хиггса. Происходившее в ЦЕРНе не оставляло сомнений, что ученые уверены, что нашли то, что искали. "I think we have it! Do you agree?" ("Я думаю, что мы ее получили! Вы согласны?") - заключил директор лаборатории ЦЕРН Рольф Хойер под бурные аплодисменты присутствующих. Аплодировали и ученые, съехавшиеся на самую крупную в физике высоких энергий конференцию ICHEP2012 (International Conference on High Energy Physics) в Мельбурне. Кто-то из участников семинара даже плакал.  «Мы 28 лет шли к этому шагу, но основные открытия еще впереди», - так прокомментировал события 4 июля один из ветеранов охоты на бозон Хиггса. Не обошлось и без комизма. Так, наблюдательные зрители увидели, как директор ЦЕРНа в середине второго доклада отправлял смску, а буквально через минуту разослали релиз с цитатами выступающих на семинаре, которые еще не были произнесены. О том, что же было найдено и что предстоит найти читателям «Полит.ру» рассказывает докт. физ.-мат. наук, зав. лаборатории физики элементарных частиц Андрей Ростовцев. Желающие могут также ознакомиться со слайдами коллаборации CMS с семинара в ЦЕРНе.

По современным представлениям, весь материальный мир вокруг нас состоит из элементарных частиц. Из соображений симметрии теория запрещает этим частицам иметь массу. Однако из наблюдений мы знаем, что даже легкие электроны имеют ненулевую массу, не говоря уже о более тяжелых элементарных частицах.  Выход из этого затруднительного положения был предложен в 1964 году одновременно несколькими группами ученых-теоретиков, но чаще всего решение проблемы приобретения элементарными частицами массы связывается с именем шотландского ученого Питера Хиггса. Свою модель Питер Хиггс изложил в короткой оригинальной статье, которую он направил в редакцию престижного физического журнала Physics Letters.

Если коротко, модель Хиггса сводится к тому, что вакуум, в который погружен весь наш материальный мир, отнюдь не пуст, а наполнен вязким полем, с которым в свою очередь взаимодействуют изначально безмассовые элементарные частицы. Двигаясь сквозь это поле, они приобретают эффективную массу и эта масса тем больше, чем сильнее их взаимодействие с полем. Ответ редакции журнала автору статьи не заставил себя долго ждать и сводился к тому, что редакторы не усмотрели практических выводов из предложенной модели  и в публикации Питеру Хиггсу отказали.

Нисколько не отчаявшись, Питер Хиггс добавил к своей статье всего один короткий абзац, объясняющий, что у поля, существование которого он предположил, как и у всякого другого поля есть кванты, т.е. реальные частицы, рождение которых можно наблюдать на ускорителях. С такой поправкой статья П. Хиггса появилась в печати, а частица-квант поля, бозон Хиггса, получил его имя. С тех пор, вот уже почти полвека продолжается охота физиков-экспериментаторов на эту гипотетическую частицу. 

В теории предсказать массу самого бозона Хиггса невозможно, зато можно надежно предсказать другие его свойства, такие как вероятность рождения или вероятность распада его на другие частицы. К несчастью экспериментаторов, вероятность рождения бозонов Хиггса на ускорителях частиц оказалась чрезвычайно мала, и как позже выяснилось, масса Хиггсовской частицы слишком велика. Поэтому для обнаружения бозона Хиггса необходимо было построить ускоритель частиц, сталкивающий как можно больше частиц  с максимально возможной энергией. Таким ускорителем стал Большой адронный коллайдер, построенный в лаборатории ЦЕРН, расположенной рядом с Женевой на границе Швейцарии и Франции.

В результате столкновений протонов на Коллайдере  рождается множество разных частиц. Зачем они все нужны природе – никто не знает, но свойства абсолютного их большинства уже достаточно хорошо изучены. Среди всей этой разлетающейся от соударения протонов в разные стороны каши очень редко, но всё же попадаются и новые неизвестные частицы. Одна из них - (предположительно) бозон Хиггса. Непосредственно рождение бозона Хиггса наблюдать нельзя, зато его присутствие косвенно можно установить по его распаду на другие более легкие долгоживущие частицы, например, на два фотона или две пары лептонов. Именно эти два канала распада Хиггсовского бозона и были в первую очередь зарегистрированы в экспериментах CMS и ATLAS на Большом адронном коллайдере.

Трудность обнаружения следов бозона Хиггса на Коллайдере состоит в том, что фотоны и лептоны рождаются в столкновениях протонов и без всяких хиггсовских частиц. Комбинаторика перебора всех пар рожденных частиц даже в одном событии очень велика. Но, масса случайной пары частиц распределена случайным образом в очень широком диапазоне, зато правильная комбинация из распада реальной тяжелой частицы всегда будет иметь одно и то же значение массы. Поэтому на гладком комбинаторном фоновом спектре масс реальные частицы выглядят как сравнительно узкие пики. Экспериментаторы среди известных уже положений пиков от уже известных частиц пытаются разглядеть незначительный горбик на новом месте, связанный с рождением и распадом новой частицы.

Экспериментаторам на Большом адронном коллайдере несказанно повезло – им удалось обнаружить маленький, но статистически значимый «горбик» в спектре масс пар фотонов. Везение заключалось в том, что по какой-то неизвестной причине вероятность распада новой частицы на пару фотонов оказалась выше, чем предсказывалось в теории для бозона Хиггса. Именно, регистрация распадов новой частицы с массой примерно 125 масс протона на два гамма кванта и стала основой сделанного открытия.

К сожалению, другой канал распада этой новой частицы на две пары лептонов оказался не только не усилен, но несколько подавлен относительно предсказаний для Хиггсовского бозона. Однако, несмотря на это обстоятельство, суммарная статистическая значимость обнаружения новой частицы в каждом из двух экспериментов по отдельности составила пять стандартных отклонений. Именно такой порог доверия экспериментальным результатам, позволяющий объявить об открытии, был установлен в физике элементарных частиц.

Объявление об открытии новой частицы с массой примерно 125 ГэВ было сделано 4 июля на научном семинаре в лаборатории ЦЕРН. Достоверно стало известно, что частица эта не обладает зарядом и ее спин, вероятнее всего, равен нулю, т.е. она – бозон. Однако, пока ученые-физики осторожны в плане заявлений об открытии именно Хиггсовской частицы.  Не все ясно и с другими каналами распада обнаруженной частицы. Так, ожидания увидеть сигнал в наиболее вероятной моде распада Хиггсовского бозона на b-кварки, пока не оправдались. Отсутствует сигнал и в распаде обнаруженного бозона на пару тау-лептонов.

Ответить на все возникшие вопросы можно будет только в будущем, когда в экспериментах на Коллайдере будет накоплено достаточно статистики, чтобы подробно изучить свойства новой частицы.  Очевидно, Природа будет дозировано расставаться со своими секретами. А открытие, о котором в среду заявили ученые-физики, станет лишь первым шагом на этом пути. 

См. также:

Обсудите в соцсетях

Система Orphus

Главные новости

21.10 21:08 Россияне заняли весь пьедестал на этапе Гран-при по фигурному катанию
21.10 20:56 В Красноярском крае при аварии опрокинулся рейсовый автобус
21.10 20:42 В Киеве за стрельбу задержан глава Организации украинских националистов
21.10 20:21 Генпрокурор ЛНР ушел в отставку ради научной работы
21.10 20:01 Журналистку «Москвы 24» уволили после статьи о духоте в метро
21.10 19:39 Путин попрощался с участниками фестиваля молодежи на английском
21.10 19:21 Сирия пожаловалась в ООН из-за обстрела со стороны Израиля
21.10 19:02 Трамп сообщил о готовности рассекретить документы по убийству Кеннеди
21.10 18:45 Одного из тыловиков МВД отправили под домашний арест
21.10 18:29 Путин на встрече с молодежью рассказал о Косыгине и важности «soft skills»
21.10 16:39 В Москве задержан сообщивший о минировании больницы телефонный хулиган
21.10 16:23 Полиция Мюнхена не нашла религиозных мотивов в нападении на прохожих с ножом
21.10 16:06 ВОЗ назначила 93-летнего президента Зимбабве послом доброй воли
21.10 15:36 Россия сняла запрет на ввоз турецких томатов с 1 ноября
21.10 15:14 Испанское правительство запустило процедуру прямого управления Каталонией
21.10 15:00 Бывший глава МИД России ответил Путину на обвинения в безголовости
21.10 14:38 Познер призвал голосовать за Собчак
21.10 14:28 Дефицит бюджета США достиг 666 млрд долларов
21.10 14:08 Полиция Мюнхена задержала подозреваемого в нападении на прохожих
21.10 13:55 В НАТО опровергли уязвимость перед Россией на Балтике
21.10 13:33 МВД проведет тотальную проверку частных домов престарелых
21.10 13:11 В Польше начал действовать закон о сносе коммунистических памятников
21.10 12:46 В МИДе заявили о подготовке к выходу США из ядерной сделки с Ираном
21.10 12:39 Мужчина набросился с ножом на прохожих в центре Мюнхена
21.10 12:20 Израиль выдал США обвиняемого в кибермошенничестве россиянина
21.10 11:55 В Петербурге задержан глава местного отделения Российского союза молодежи
21.10 11:41 Миллиардер-демократ начал кампанию за импичмент Трампа
21.10 11:26 «Роскосмос» запланировал всего два пуска с Восточного в 2018 году
21.10 11:09 СМИ узнали о планах Трампа не дать рассекретить документы о смерти Кеннеди
21.10 10:52 Spiegel узнал о слабой защищенности Прибалтики от нападения России
21.10 10:27 Украинский депутат сообщил о причастности к ДТП в Харькове сотрудника СБУ
21.10 10:03 Собственник «Магнита» потерял 600 млн долларов за день из-за обвала акций
21.10 09:47 При столкновении с террористами в Египте погибли десятки полицейских
21.10 09:25 Предлагавшие Трампу компромат на Клинтон россияне дали показания в Сенате
21.10 09:11 Рисунок Трампа купили за 16 тысяч долларов
20.10 21:10 Два взрыва в афганских мечетях унесли 72 жизни
20.10 20:47 Ространснадзор допустил возможность отзыва лицензии «Мострансавто»
20.10 20:36 Биткоин преодолел отметку в 6 тысяч долларов
20.10 20:08 СМИ назвали голосовавших против Мединского в президиуме ВАК
20.10 19:42 Из бюджета «Евровидения» в Киеве пропало 18 млн долларов
20.10 19:30 В СК рассказали о двух версиях гибели Дмитрия Марьянова
20.10 19:11 СМИ назвали автора экономической программы для штаба Собчак
20.10 18:48 Калининградский губернатор объяснил невыполненное обещание «кочаном»
20.10 18:29 Мужчина устроил резню в польском торговом центре
20.10 18:05 Турецким гранатам и баклажанам открыли путь в Россию
20.10 17:45 Ространснадзор внес несколько авиакомпаний в зону риска
20.10 17:34 Основатель «Теремка» опроверг планы закрытия сети
20.10 17:13 СМИ узнали о долговом аресте жилья дочери Собянина
20.10 16:57 В Думу внесут законопроект об отказе от таксофонов в крупных городах
20.10 16:54 Брызнувший в росгвардейца газом школьник оправдался рефлексом
Apple Boeing Facebook Google iPhone IT NATO PRO SCIENCE видео ProScience Театр Pussy Riot Twitter Абхазия аварии на железной дороге авиакатастрофа Австралия Австрия автопром администрация президента Азербайджан акции протеста Александр Лукашенко Алексей Кудрин Алексей Навальный Алексей Улюкаев алкоголь амнистия Анатолий Сердюков Ангела Меркель Антимайдан Аркадий Дворкович Арктика Армения армия Арсений Яценюк археология астрономия атомная энергия аукционы Афганистан Аэрофлот баллистические ракеты банковский сектор банкротство Барак Обама Башар Асад Башкирия беженцы Белоруссия Белый дом Бельгия беспорядки бизнес биология ближневосточный конфликт бокс болельщики «болотное дело» большой теннис Борис Немцов борьба с курением Бразилия Валентина Матвиенко вандализм Ватикан ВВП Великая Отечественная война Великобритания Венесуэла Верховная Рада Верховный суд взрыв взятка видеозаписи публичных лекций «Полит.ру» видео «Полит.ру» визовый режим Виктор Янукович вирусы Виталий Мутко «ВКонтакте» ВКС Владивосток Владимир Жириновский Владимир Маркин Владимир Мединский Владимир Путин ВМФ военная авиация Волгоград ВТБ Вторая мировая война вузы ВЦИОМ выборы выборы губернаторов выборы мэра Москвы Вячеслав Володин гаджеты газовая промышленность «Газпром» генетика Генпрокуратура Германия ГИБДД ГЛОНАСС Голливуд гомосексуализм госбюджет Госдеп Госдума госзакупки гражданская авиация Греция Гринпис Грузия гуманитарная помощь гуманитарные и социальные науки Дагестан Дальний Восток декларации чиновников деньги День Победы дети Дмитрий Медведев Дмитрий Песков Дмитрий Рогозин доллар Домодедово Дональд Трамп Донецк допинг дороги России драка ДТП Евгения Васильева евро Евровидение Еврокомиссия Евромайдан Евросоюз Египет ЕГЭ «Единая Россия» Екатеринбург ЕСПЧ естественные и точные науки ЖКХ журналисты Забайкальский край закон об «иностранных агентах» законотворчество здравоохранение в России землетрясение «Зенит» Израиль Ингушетия Индия Индонезия инновации Интервью ученых интернет инфляция Ирак Ирак после войны Иран Иркутская область искусство ислам «Исламское государство» Испания история История человечества Италия Йемен Казань Казахстан казнь Калининград Камчатка Канада Киев кино Киргизия Китай Климат Земли, атмосферные явления КНДР Книга. Знание Компьютеры, программное обеспечение Конституционный суд Конституция кораблекрушение коррупция космодром Восточный космос КПРФ кража Краснодарский край Красноярский край кредиты Кремль крушение вертолета Крым крымский кризис Куба культура Латвия ЛГБТ ЛДПР Левада-Центр легкая атлетика Ленинградская область лесные пожары Ливия лингвистика Литва литература Лондон Луганск Малайзия Мария Захарова МВД МВФ медиа медицина междисциплинарные исследования Мексика Мемория метро мигранты МИД России Минздрав Минкомсвязи Минкульт Минобороны Минобрнауки Минсельхоз Минтранспорта Минтруд Минфин Минэкономразвития Минэнерго Минюст «Мистраль» Михаил Саакашвили Михаил Ходорковский МКС мобильные приложения Молдавия Мосгорсуд Москва Московская область мошенничество музыка Мурманская область МЧС наводнение Надежда Савченко налоги нанотехнологии наркотики НАСА наука Наука в современной России «Нафтогаз Украины» недвижимость некоммерческие организации некролог Нерусский бунт нефть Нигерия Нидерланды Нобелевская премия Новосибирск Новые технологии, инновации Новый год Норвегия Нью-Йорк «Оборонсервис» образование обрушение ОБСЕ общественный транспорт общество ограбление Одесса Олимпийские игры ООН ОПЕК оппозиция опросы оружие отставки-назначения офшор Пакистан палеонтология Палестинская автономия Папа Римский Париж ПДД педофилия пенсионная реформа Пентагон Петр Порошенко пищевая промышленность погранвойска пожар полиция Польша похищение Почта России права человека правительство Право правозащитное движение православие «Правый сектор» преступления полицейских преступность Приморский край Продовольствие происшествия публичные лекции Рамзан Кадыров РАН Революция в Киргизии Реджеп Эрдоган рейтинги религия Республика Карелия Реформа армии РЖД ритейл Роскомнадзор Роскосмос «Роснефть» Роспотребнадзор Россельхознадзор Российская академия наук Россия Ростов-на-Дону Ростовская область РПЦ рубль русские националисты РФС Санкт-Петербург санкции Саудовская Аравия Сахалин Сбербанк Свердловская область связь связь и телекоммуникации Севастополь сельское хозяйство сепаратизм Сербия Сергей Лавров Сергей Полонский Сергей Собянин Сергей Шойгу Сирия Сколково Славянск Следственный комитет следствие смартфоны СМИ Совбез ООН Совет по правам человека Совет Федерации сотовая связь социальные сети социология Социология в России Сочи Сочи 2014 «Спартак» спецслужбы «Справедливая Россия» спутники СССР Ставропольский край стихийные бедствия Стихотворения на случай страхование стрельба строительство суды суицид Счетная палата США Таджикистан Таиланд Татарстан театр телевидение телефонный терроризм теракт терроризм технологии Трансаэро транспорт туризм Турция тюрьмы и колонии убийство уголовный кодекс УЕФА Узбекистан Украина Условия труда фармакология ФАС Федеральная миграционная служба физика Филиппины Финляндия ФИФА фондовая биржа фоторепортаж Франсуа Олланд Франция ФСБ ФСИН ФСКН футбол Хабаровский край хакеры Харьков Хиллари Клинтон химическое оружие хоккей хулиганство цензура Центробанк ЦИК Цикл бесед "Взрослые люди" ЦРУ ЦСКА Челябинская область Чехия Чечня ЧМ-2018 шахты Швейцария Швеция школа шоу-бизнес шпионаж Эбола эволюция Эдвард Сноуден экология экономика экономический кризис экстремизм Эстония Южная Корея ЮКОС Юлия Тимошенко ядерное оружие Якутия Яндекс Япония

Редакция

Электронная почта: politru.edit1@gmail.com
Адрес: 129090, г. Москва, Проспект Мира, дом 19, стр.1, пом.1, ком.5
Телефон: +7 495 980 1894.
Яндекс.Метрика
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003г. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2014.