Полiт.ua Государственная сеть Государственные люди Войти
5 декабря 2016, понедельник, 21:40
Facebook Twitter LiveJournal VK.com RSS

НОВОСТИ

СТАТЬИ

АВТОРЫ

ЛЕКЦИИ

PRO SCIENCE

ТЕАТР

РЕГИОНЫ

Бозон Хиггса: полвека от гипотезы до Нобелевской премии

Модель появления бозона Хиггса при столкновении двух протонов
Модель появления бозона Хиггса при столкновении двух протонов
Wikimedia Commons
 
Партнер проекта
 
Питер Хиггс. Фото: Peter Tuffy

Лауреатами Нобелевской премии в области физики в 2013 году стали профессор Эдинбургского университета Питер Хиггс и профессор Брюссельского свободного университета и Чепменского университета в Калифорнии Франсуа Англер ( François Engler). Возможно, физикам-теоретикам, предсказавшим существование «бозона Хиггса» пришлось бы еще долго ждать признания со стороны Нобелевского комитета, однако события этого лета ускорили принятие этого решения.

Но история этого открытия началась, конечно же, не сегодня. В 1964 году журнал Physical Review Letters напечатал статью Питера Хиггса «Нарушение симметрии и массы калибровочных бозонов». В ней автор предлагал объяснение того, как бозоны — частицы-носители взаимодействий получают массу. Напомним, что физики насчитывают четыре фундаментальных взаимодействия: гравитационное, электромагнитное, слабое и сильное. Осуществляются эти взаимодействия между частицами с помощью обмена бозонами — частицами, спин которых равен целому числу. Электромагнитное взаимодействие переносят фотоны, слабое — W- и Z-бозоны, сильное — глюоны, гравитационное — гравитоны (которые пока не обнаружены).

Нарушение симметрии, о котором писал Хиггс, состоит в том, что бозоны теоретически не должны иметь массы. Фотоны и глюоны соответствуют этому постулату. А вот участвующие в слабых взаимодействиях W- и Z-бозоны массу имеют, причем они довольно тяжелые по меркам мира элементарных частиц. Масса W-бозона 80,4 ГэВ/c2, а Z-бозона — 91,2 ГэВ/c2. То есть они примерно в сто раз тяжелее протона и весят примерно как атомы рубидия и технеция, соответственно. 

 
Франсуа Англер

Хиггс для объяснения массы бозонов предположил существование особого поля, которое, взаимодействуя с бозонами, наделяет их массой. Квант этого поля — это и есть та самая частица, которую назвали «бозоном Хиггса». Чтобы проиллюстрировать хиггсовский механизм приобретения частицами массы физик Михаил Шифман в своей лекции предложил слушателям представить красивую женщину, проходящую через зал. Если помещение пусто, женщина пройдет через него легко и быстро. Но если зал заполнен публикой, то симпатичная женщина привлечет внимание многих мужчин. Каждый из них будет стараться подойти поближе, заговорить с ней, вокруг дамы соберется кружок мужчин. Поэтому пройти сквозь зал ей будет сложнее. Заполнившие зал люди — это и есть поле, предложенное Хиггсом, а женщина — частица, приобретающая массу за счет взаимодействия с полем.

Похоже, что время для этой гипотезы назрело. Независимо от Хиггса два других физика Франсуа Англер и Роберт Браут (Robert Brout) опубликовали статью в том же журнале и даже под почти тем же названием «Нарушение симметрии и масса калибровочных векторных бозонов», где также предположили существование поля, придающего массы бозонам. Чуть позже эту же идею выдвинули еще три автора Джеральд Гуральник (Gerald Guralnik), Карл Хаген (Carl Hagen) и Томас Киббл (Thomas Kibble). Так что частица, обнаружения которой столько лет ждали физики, могла бы называться не только бозоном Хиггса, но и бозоном Браута или Англера. Сам механизм в некоторых источниках фигурирует под названием Englert–Brout–Higgs–Guralnik–Hagen–Kibble mechanism.

Тем не менее, одну Нобелевскую премию было бы невозможно присудить такому числу ученых. Роберт Браут умер в 2011 году, поэтому лауреатами стали Хиггс и Англер как высказавшие идею раньше. Хотя надо признать, что разница по времени очень невелика. 31 августа 1964 года была опубликована статья Браута и Англера, в тот же день редакция получила статью Хиггса и опубликовала ее 19 октября, статья Гуральника, Хагена и Киббла поступила в редакцию 12 октября и вышла в свет 16 ноября.

Но все предположения теоретиков оставались бы лишь одной из возможных моделей, если бы не получили экспериментальных подтверждений. За полвека, прошедшие со времени выхода статьей, появилось немало других теорий, объяснявших наличие массы у элементарных частиц. Выяснить, какая из теорий верна, можно было только путем эксперимента. А для экспериментов в области физики элементарных частиц нужны мощные ускорители.

Поиски бозона Хиггса велись с начала 2000-х годов. Сначала физики, исходя из характеристик других частиц, смогли уточнить значение массы хиггсовского бозона, еще не обнаружив его самого. Наконец, 4 июля 2012 года на пресс-конференции ЦЕРН обнаружение бозона было подтверждено. Сам Питер Хиггс, узнав об этом, сказал, что не надеялся дожить до экспериментального подтверждения своей гипотезы.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus
Подпишитесь
чтобы вовремя узнавать о новых спектаклях и других мероприятиях ProScience театра!
3D Apple Facebook Google GPS IBM iPhone PRO SCIENCE видео ProScience Театр Wi-Fi альтернативная энергетика «Ангара» античность археология архитектура астероиды астрофизика Байконур бактерии библиотека онлайн библиотеки биология биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера бозон Хиггса визуальная антропология вирусы Вольное историческое общество Вселенная вулканология Выбор редакции гаджеты генетика география геология глобальное потепление грибы грипп демография дети динозавры ДНК Древний Египет естественные и точные науки животные жизнь вне Земли Западная Африка защита диссертаций землетрясение зоопарк Иерусалим изобретения иммунология инновации интернет инфекции информационные технологии искусственный интеллект ислам историческая политика история история искусства история России история цивилизаций История человека. История институтов исчезающие языки карикатура католицизм квантовая физика квантовые технологии КГИ киты климатология комета кометы компаративистика компьютерная безопасность компьютерные технологии коронавирус космос криминалистика культура культурная антропология лазер Латинская Америка лженаука лингвистика Луна мамонты Марс математика материаловедение МГУ медицина междисциплинарные исследования местное самоуправление метеориты микробиология Минобрнауки мифология млекопитающие мобильные приложения мозг Монголия музеи НАСА насекомые неандертальцы нейробиология неолит Нобелевская премия НПО им.Лавочкина обезьяны обучение общество О.Г.И. открытия палеолит палеонтология память педагогика планетология погода подготовка космонавтов популяризация науки право преподавание истории происхождение человека Протон-М психология психофизиология птицы ракета растения РБК РВК регионоведение религиоведение рептилии РКК «Энергия» робототехника Роскосмос Роспатент русский язык рыбы Сингапур смертность Солнце сон социология спутники старообрядцы стартапы статистика технологии тигры торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология Фестиваль публичных лекций физика физиология физическая антропология фольклор химия христианство Центр им.Хруничева школа эволюция эволюция человека экология эпидемии этнические конфликты этология ядерная физика язык

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.