Бозон Хиггса - Гранит науки - 2012-07-10
На прошлой неделе в Европейском центре ядерных исследований, CERNе, было объявлено об открытии новой элементарной частицы, которая с большой вероятностью может оказаться долгожданным бозоном Хиггса.
Генеральный директор CERN Рольф-Дитер Хойер (Rolf-Dieter Heuer), делая объявление об открытии, был осторожен: он сообщил о том, что получена частица со значением массы порядка 125 гигаэлектронвольт, разделенных на скорость света в квадрате (125 GeV/c2), и эта частица является "фундаментальным скалярным бозоном", т.е. частицей с нулевым спином (собственным моментом импульса). Согласно Стандартной модели и предсказаниям физиков, постулировавших существование бозона Хиггса (среди них и британский теоретик Питер Хиггс, Peter Higgs, в честь которого назван бозон) именно на этом уровне происходит превращение энергии в массу той частицы, что наделяет массой при взаимодействии с остальными частицами весь материальный мир. Указанный уровень энергии/массы находится в диапазоне, определенном предыдущими экспериментами по поиску бозонов Хиггса на закрытом недавно американском ускорителе Тэватрон в Fermilab. Для изучения новой частицы физикам CERN понадобится больше данных и больше времени. Хойер объявил о том, что Большой Адронный Коллайдер (LHC), в котором "родилась" новая частица, проработает до перерыва три дополнительных месяца, иными словами, в декабре 2012 года его еще не остановят, как планировалось. Для получения бозона Хиггса на Большом Адронном Коллайдере в этом самом мощном на сегодняшний день ускорителе сталкивают пучки протонов – они летят навстречу друг другу внутри замкнутого подземного 27-километрового туннеля, а результаты столкновения частиц регистрируются двумя детекторами, они называются ATLAS и CMS. Каждый из детекторов обслуживают большие группы ученых, и данные, которые были обнародованы в прошлую среду обеими группами, статистически достоверны (как говорят ученые, с уровнем статистической значимости 5 сигма) и очень близки – в одном случае это 125 гигаэлектронвольт/с2, в другом – 126.
Среди важных для понимания природы обнаруженной частицы экспериментов, которые предстоит сделать на Большом Адронном Коллайдере, столкновения бозонов Хиггса друг с другом. Но они не станут возможными до тех пор, пока ускоритель не будет запущен после проведения работ по его усовершенствованию. Речь идет о достижении энергии столкновения протонов на уровне 14 тераэлектронвольт (TeV) вместо нынешних восьми TeV. Наряду с рассчетами новых плодотворных энергий столновения внутри Коллайдера, делаются прогнозы по поводу будущих Нобелевских лауреатов, причастных к открытию. Кроме Питера Хиггса над "прообразом" недостающей Стандартной модели фундаментальной частицы в середине 1960-х работали также англичанин Томас Киббл (Thomas Kibble), американцы Карл Хаген (Carl Hagen) и Джеральд Гуральник (Gerald Guralnik), а также бельгийцы Франсуа Энглер (Francois Englert) и Роберт Браут (Robert Brout). На семинаре CERNа, проходившем 4 июля в австралийском Мельбурне, кроме Хиггса, присутствовали также Энглер, Хаген и Гуральник. Был там и Леон Ледерман (Leon Lederman), бывший директор Fermilab и Нобелевский лауреат 1988 года, автор книги "Божественная частица", посвященной поискам бозона Хиггса и давшей ему популярное название. Новости мировой науки вы найдете также на странице нашей программы в газете научного сообщества "Поиск".