Полiт.ua Государственная сеть Государственные люди Войти
9 декабря 2016, пятница, 22:22
Facebook Twitter LiveJournal VK.com RSS

НОВОСТИ

СТАТЬИ

АВТОРЫ

ЛЕКЦИИ

PRO SCIENCE

ТЕАТР

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

22:11 ООН приняла резолюцию о срочном прекращении боев в Сирии
22:01 Госдума отказалась запрещать трансгендерам жениться
21:52 Минэнерго РФ обещало поставить Украине запрошенный объем газа
20:54 СК начал проверку после инсценировки нападения боевиков на колледж в Тихвине
20:37 Захарова опровергла приписанное Лаврову оскорбление телеоператора
20:33 За год армия обошлась бюджету РФ вдвое дороже всех силовиков
20:19 Минтранс обещал выполнить наказ Путина насчет тарифов «Платона»
20:14 В Кремле не оценили высказывание советника Трампа о признании Крыма
20:02 Трехлетний мораторий на накопительную пенсию прошел третье чтение в ГД
19:55 После проверки МОК Россия может лишиться первого места в Сочи
19:30 В Голландии задержан предполагаемый террорист с флагом ИГ
19:21 Обама велел спецслужбам отчитаться об атаках «российских» хакеров
19:13 Кортеж Эрдогана попал в аварию в Стамбуле
18:55 Минюст заявил о возможности исключения «Левада-Центра» из иноагентов
18:51 Кабмин оставил размер пособий по безработице неизменным
18:34 Кремль и Минспорта прокомментировали вторую часть доклада Макларена
18:33 «Газпром» обжаловал в Стокгольме украинский штраф в 6 млрд долларов
18:20 Умер бывший министр образования Александр Тихонов
18:13 Уволенных сотрудников ПФР отправят в ФНС
18:05 «Ельцин Центр» и Никита Михалков поспорили о наследии первого президента
17:47 В РПЦ заявили о неизбежности изучения православного наследия в школах
17:24 Сирийская армия взяла под контроль 93% Алеппо
17:21 Голландцы вернули в Италию голову римской императрицы
17:09 Советник Трампа допустил признание Крыма частью России
17:08 Украина нашла 700 млн долларов на закупку российского газа зимой
16:54 Шипулин пришел третьим в спринте на этапе Кубка мира по биатлону
16:40 Фамилии депутатов-прогульщиков опубликуют на сайте Госдумы
16:11 СМИ узнали о лишении Страшнова многомиллионной премии
16:04 IAAF перепроверит допинг-пробы россиян с 2007 по 2013 годы
15:52 Избран новый глава ВФЛА
15:36 Макларен отвел год на снятие санкций с РФ по допингу
15:29 Госдума приостановила индексацию маткапитала до 2020 года
15:22 Макларен обвинил Мутко в руководстве манипуляциями с допингом
15:18 Еще один кандидат отказался бороться за кресло главы ВФЛА
15:12 Ведущие экономисты и политики России и мира встретятся на Гайдаровском форуме в Президентской академии
15:10 Извинившийся перед Кадыровым житель Чечни подтвердил свои обвинения
14:32 Стал известен способ проникновения в клетки цитомегаловируса
14:32 Медведев уволил первого замглавы Минобрнауки
14:28 Золотых медалистов ОИ-2014 из России обвинили в фальсификации допинг-проб
14:13 Группа ВТБ отбирает самые перспективные стартапы Фонда «Сколково»
14:07 «Почта России» опровергла связь визита ФСБ с премией Страшнову
13:51 В Москве умер министр самого маленького островного государства в мире
13:45 Московский метрополитен получит «Мякинино» в бессрочную аренду
13:33 Исинбаева подтвердила снятие кандидатуры с выборов главы ВФЛА
13:19 ИГ атаковало окрестности Пальмиры
13:12 СМИ сообщили об обысках ФСБ в главном офисе «Почты России»
13:10 В Кремле пообещали проанализировать вторую часть доклада WADA о допинге
13:06 ФАС и Фонд «Сколково» провели обсуждение антимонопольного законодательства
12:59 Шесть полицейских погибли при взрыве в Каире
12:45 Песков оценил снятие запрета США на поставки оружия в Сирию
Apple Boeing Facebook Google NATO PRO SCIENCE видео ProScience Театр Pussy Riot Twitter аварии на железной дороге авиакатастрофа Австралия автопром Азербайджан Александр Лукашенко Алексей Навальный алкоголь амнистия Анатолий Сердюков Ангела Меркель Антимайдан Армения армия Арсений Яценюк археология астрономия атомная энергия Афганистан Аэрофлот банковский сектор Барак Обама Башар Асад беженцы Белоруссия беспорядки бизнес биология ближневосточный конфликт болельщики «болотное дело» Борис Немцов Бразилия Великая Отечественная война Великобритания Венесуэла Верховная Рада взрыв взятка видеозаписи публичных лекций «Полит.ру» видео «Полит.ру» визовый режим Виктор Янукович «ВКонтакте» ВКС Владимир Жириновский Владимир Путин ВМФ военная авиация Вторая мировая война вузы выборы выборы губернаторов выборы мэра Москвы газовая промышленность «Газпром» генетика Генпрокуратура Германия ГИБДД гомосексуализм госбюджет Госдеп Госдума гражданская авиация Греция Гринпис Грузия гуманитарная помощь гуманитарные и социальные науки Дагестан Дальний Восток День Победы дети Дмитрий Медведев Дмитрий Песков Дмитрий Рогозин доллар Домодедово Донецк драка ДТП Евгения Васильева евро Евромайдан Евросоюз Египет ЕГЭ «Единая Россия» Екатеринбург естественные и точные науки ЖКХ журналисты закон об «иностранных агентах» законотворчество здравоохранение в России землетрясение «Зенит» Израиль Индия Индонезия инновации Интервью ученых интернет инфляция Ирак Ирак после войны Иран Иркутская область ислам «Исламское государство» Испания история История человечества Италия Йемен Казань Казахстан Канада Киев кино Китай Климат Земли, атмосферные явления КНДР Книга. Знание кораблекрушение коррупция космос КПРФ кража Краснодарский край кредиты Кремль крушение вертолета Крым крымский кризис культура Латвия ЛГБТ ЛДПР лесные пожары Ливия Литва литература Луганск Малайзия МВД МВФ медиа медицина междисциплинарные исследования Мексика Мемория метро мигранты МИД России Минздрав Минкульт Минобороны Минобрнауки Минфин Минэкономразвития Минюст мировой экономический кризис «Мистраль» Михаил Саакашвили Михаил Ходорковский МКС Молдавия Мосгорсуд Москва Московская область мошенничество музыка МЧС наводнение налоги нанотехнологии наркотики НАСА наука Наука в современной России «Нафтогаз Украины» некролог Нерусский бунт нефть Нигерия Нидерланды Нобелевская премия Новосибирск Новые технологии, инновации Нью-Йорк «Оборонсервис» образование ОБСЕ общественный транспорт общество ограбление Одесса Олимпийские игры ООН оппозиция опросы оружие отставки-назначения Пакистан Палестинская автономия пенсионная реформа Пентагон Петр Порошенко погранвойска пожар полиция Польша правительство Право «Правый сектор» преступления полицейских преступность происшествия публичные лекции Рамзан Кадыров РАН Революция в Киргизии рейтинги религия Реформа армии РЖД Роскомнадзор Роскосмос Роспотребнадзор Россельхознадзор Российская академия наук Россия Ростовская область РПЦ рубль русские националисты Санкт-Петербург санкции Саудовская Аравия Сбербанк связь связь и телекоммуникации Севастополь сельское хозяйство сепаратизм Сергей Лавров Сергей Собянин Сергей Шойгу Сирия Сколково Славянск Следственный комитет следствие Совет Федерации социальные сети Социология в России Сочи Сочи 2014 «Спартак» «Справедливая Россия» спутники СССР стихийные бедствия Стихотворения на случай стрельба суды суицид США Таиланд Татарстан театр телевидение теракт терроризм технологии транспорт туризм Турция тюрьмы и колонии убийство Украина Федеральная миграционная служба физика Финляндия ФИФА фондовая биржа Фоторепортаж Франсуа Олланд Франция ФСБ ФСИН ФСКН футбол Хабаровский край хакеры Харьков химическое оружие хоккей Центробанк Цикл бесед "Взрослые люди" Челябинская область Чечня шахты Швейцария Швеция школа шпионаж Эбола Эдвард Сноуден экология экономика экономический кризис экстремизм Южная Корея ЮКОС Юлия Тимошенко ядерное оружие Япония

Редакция

Электронная почта: politru.edit1@gmail.com
Адрес: 129343, Москва, проезд Серебрякова, д.2, корп.1, 9 этаж.
Телефоны: +7 495 980 1893, +7 495 980 1894.
Стоимость услуг Полит.ру
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.