Бозон Хиггса это Эфир
Лаборатория Честной физики: Мировой Эфир, теория Эфира, Гравитация, антигравитация, Менделеев мировой Эфир, Эфир Тесла
«Вы утверждаете, что в 1964 году Хиггс придумал объяснение: Вселенная пронизана невидимой космической патокой. Хиггс получил большую известность с помощью прессы, настолько, что современные физики буквально потратили сотни миллионов долларов на поиск бозона Хиггса, «частицы», которая дает материи массу.”
“Новая одежда Императора… Бозон Хиггса действительно стоит переименовать в ‘Эфир’, который, хотя и принимается каждым крупным физиком запада в 18 веке Максвелл, Фицджеральд, Кельвин, Лоренца. Русских: Ломоносов, Менделеев, Циолковский. Теперь Эфир стал персоной нон-грата , когда Эйнштейн заявил, что свет может путешествовать как частица, а не волны на пути, скажем, от Солнца до Земли.”
Это ошибочное заключение, Эйнштейн покончил с так называемым Эфиром, но на самом деле он сказал, что это невозможно обнаружить, что это совсем другое дело. И это не просто Эйнштейн. В Эфире есть прямая угроза топливным и энергетическим корпорациям. Они готовы выкупать любые изобретения с использованием Эфира. Стоимость начинается от 1000000 евро. Если хотите продать, погуглите. Эта информация есть. Не факт что заплатят, но изобретение отберут точно.
“В 1934 году, противником Эйнштейна в этой точке зрения, был Никола Тесла, показал племяннику Рузвельта , 24-летнему Джозефу Олсопу, (суждено стать главным журналистом), один из его величайших секретов, а именно, что он считал, что Солнце поглощает больше энергии, чем излучать (Нью-Йорк Геральд, 11 июля, 1934).”
«Из сотен интервью, которые дал Тесла, и его многочисленных статей, Тесла никогда не публиковал свою «динамическую теорию гравитации», которая была такой.”
“Проработав более 35 лет изучая работы Теслы, мне удалось собрать систему воедино. По сути, это скрытая теория, которая объясняет, что частица Бога — Эфир, конечно, существует. Просто посмотрите на изображение галактики и вы увидите, что она плавает в чем-то. Вы можете назвать его полем Хиггса, если хотите, но это действительно среда, существующая во всем пространстве.”
«Этот Эфир, скорее всего, существует в тахионовой (быстрее скорости света) области. Он колеблется с такой высокой частотой, что остается незаметным современными методами. “
«То, что гравитация, согласно этой теории, есть просто поглощение эфира элементарными частицами. Во время этого процесса который включает закрутку частицы, этот продолжающийся курс действия преобразован в электромагнитизм. Эта простая идея объясняет 40-летний квест Эйнштейна, его мечту о великом объединении, а именно способ объединить гравитацию (приток эфира в материю) с электромагнетизмом.”
«Бозона Хиггса нет. Это не частица, а процесс. Заметьте простую элегантность к теории.”
Марк Джей Сейфер, Доктор Философии
AETHER & ANTIGRAVITY
Лаборатория Честной физики: Мировой Эфир, теория Эфира, Гравитация, антигравитация, Менделеев мировой Эфир, Эфир Тесла
Открытие
Как мы написали вначале, бозон Хиггса сперва был открыт теоретически британским физиком Питером Хиггсом, который предположил, что в процессе механизма спонтанного нарушения электрослабой симметрии в стандартной модели физики элементарных частиц замешана некая еще не известная до того элементарная частичка. Случилось это в 1964 году, сразу после этого начались поиски реального существования этой элементарной частицы, правда, долгие годы они терпели фиаско. Из-за этого некоторые ученные в шутку стали называть бозон Хиггса – «проклятой частичкой» или «частичкой Бога».
И вот, чтобы подтвердить или опровергнуть существования этой загадочной «частички Бога» в 2012 году был построен Большой адронный коллайдер, представляющий собой гигантский ускоритель элементарных частиц. Опыты на нем экспериментально подтвердили существование бозона Хиггса, а сам первооткрыватель частицы, Питер Хиггс в 2013 году стал лауреатом нобелевской премии по физики за это открытие.
Возвращаясь к нашей аналогии про бильярдный стол, чтобы увидеть бозон Хиггса, физикам необходимо было с должной силой ударить по этой клейкой массе, которая лежит на столе, чтобы получить из нее пузырек, собственно бозон Хиггса. Так вот, ускорители элементарных частиц прошлого ХХ века были не настолько мощными, чтобы обеспечить «удар по столу» должной силы, и только Большой адронный коллайдер, созданный в начале уже нашего ХХІ века, что называется помог физикам «стукнуть по столу» с надлежащей силой и воочию лицезреть «частичку Бога».
Исследования продолжаются
Открытие бозона Хиггса можно смело назвать одним из самых важных открытий в нашей недолгой истории. Когда-то давно любознательность наших предков вывела их из Африки и побудила исследовать мир. Сегодня мы знаем о четырех фундаментальных взаимодействиях природы, которые помогают нам понять, как устроен мир в тончайших деталях.
Исследования продолжаются, и ученые, работающие на Большом адронном коллайдере в ЦЕРНе и других ускорителях частиц, достигают все больших энергий — и даже добились создания капель кварк-глюонной плазмы (сегодня она считается первичным веществом, которым было заполнено все пространство сразу после Большого взрыва).
К 2030 году в Китае планируют построить самый большой и мощный ускоритель частиц, который поможет проводить новые эксперименты на более высоких энергиях. Будем надеяться, что он поможет заглянуть глубже в саму структуру реальности. А пока нам остается только ждать и следить за результатами экспериментов.
Самые последние новости криптовалютного рынка и майнинга:
The following two tabs change content below.
Mining-Cryptocurrency.ru
Материал подготовлен редакцией сайта «Майнинг Криптовалюты», в составе: Главный редактор — Антон Сизов, Журналисты — Игорь Лосев, Виталий Воронов, Дмитрий Марков, Елена Карпина. Мы предоставляем самую актуальную информацию о рынке криптовалют, майнинге и технологии блокчейн.
Отказ от ответственности: все материалы на сайте Mining-Cryptocurrency.ru имеют исключительно информативные цели и не являются торговой рекомендацией или публичной офертой к покупке каких-либо криптовалют или осуществлению любых иных инвестиций и финансовых операций.
Новости Mining-Cryptocurrency.ru
- Питер Шифф назвал текущий рост цены биткоина «ралли лохов» и прогнозирует обвал BTC ниже $10 000 — 15.08.2022
- Минцифры Украины: Цифровая гривна повысит скорость транзакций и налоговые поступления — 15.08.2022
- Цена биткоина поднялась до $25 000, Ethereum преодолел уровень $2000 — 15.08.2022
- Хардфорк блокчейна Monero повысил скорость и конфиденциальность транзакций XMR — 15.08.2022
Эксперименты БАК и открытие частицы массы
Поиски частицы массы, которые выполнялись на коллайдерах БАК в Женеве и Теватрон в лаборатории Ферми в США, установили, что частица Бога должна обладать массой большей, чем 114 гигаэлектронвольт (ГэВ), если ее выражать в энергетическом эквиваленте. Для примера скажем, что масса одного протона приблизительно соответствует 1 ГэВ. Другие эксперименты, которые были направлены на поиск данной частицы, выяснили, что ее масса не может превышать 158 ГэВ.
Первые результаты поиска бозона Хиггса в БАК были представлены еще в 2011 году, благодаря анализу данных, которые собирались в коллайдере в течение одного года. За это время было проведено два основных эксперимента по указанной проблеме — ATLAS и CMS. Согласно этим экспериментам, бозон имеет массу между 116 и 130 ГэВ или между 115 и 127 ГэВ. Интересно отметить, что в обоих названных экспериментах в БАК по многим признакам масса бозона находится в узкой области между 124 и 126 ГэВ.
Питер Хиггс вместе со своим коллегой Франком Энглертом 8 октября 2013 года получили Нобелевскую премию за открытие теоретического механизма понимания существования массы у элементарных частиц, который был подтвержден в экспериментах ATLAS и CMS на БАК в ЦЕРН (Женева), когда был обнаружен экспериментально предсказанный бозон.
Свойства хиггсовского бозона
Бозон Хиггса имеет множество уникальных свойств, позволившим получить ему еще одно название – частица Бога. Открытый квант обладает цветным и электрическими зарядами, а его спин по факту равняется нулю. Это означает, что он не имеет квантового вращения. К тому же, бозон полноценно участвует в гравитационных реакциях и склонен к распаду на пары из b-кварка и b-антикварка, фотонов, электронов и позитронов в сочетании с нейтрино. Однако параметры этих процессов по ширине не превышают 17 мегаэлектроновольт (МэВ). Помимо вышеперечисленных характеристик частица Хиггса способна распадаться на лептоны и W-бозоны. Но, к сожалению, они видны недостаточно хорошо, что значительно осложняет изучение, контроль и анализ явления. Однако в те редкие моменты, когда их все же получалось фиксировать, удалось установить, что они вполне соответствуют типичным для таких случаев физическим моделям элементарных частиц.
Было ли открытие бозона Хиггса вершиной достижений физики высоких энергий в ЦЕРНе?
Как, надеемся, стало понятно из нашего длинного рассказа: нет. Впереди ещё много открытий.
Но хочется отметить, сколь огромен вклад стран-создателей БАК и ЦЕРНа в частности, в популяризацию физики элементарных частиц.
До того как была построена эта огромная, сложная, очень дорогостоящая и столь нужная для понимания Вселенной машина, широкую общественность куда больше волновало, не создадут ли «горе-физики» в БАК чёрную дыру, которая затем поглотит Землю и всё живое.
Однако с годами сами учёные, представители пресс-служб научных организаций и приглашённые ими журналисты смогли создать у обычных людей адекватное представление о происходящем на БАК.
Объявление об открытии бозона Хиггса смотрели тысячи людей по всему миру. И они искренне хотели понять, отчего же «частица бога»? Возможно, не будь тогда проведена столь впечатляющая работа, не увидели бы мы сегодня в неспециализированных изданиях заголовки, подобные этому.
Вместе с тем складывающая в мире (и в науке) ситуация не позволяет надеяться на то, что в ближайшие годы сотрудничество между странами возобновится с той же силой, что и прежде.
Да, Большой адронный коллайдер готовится к новым рекордам, и об этом мы тоже напишем в ближайшие дни. Однако Россия фактически перестала быть полноценным партнёром ЦЕРНа, а значит, наши учёные с их блестящими компетенциями перестанут пополнять ряды европейских лабораторий.
Разрушение былых связей признают даже за океаном, где учёным также пришлось сконцентрироваться на других проектах.
В то же время Япония вряд ли построит Международный линейный коллайдер, да и планы Китая относительно Китайского электрон-позитронного коллайдера могут оказаться слишком амбициозными даже для Поднебесной.
Как искали бозон Хиггса?
На вопрос, когда открыли бозон Хиггса, нельзя ответить точно. Ведь теоретически его предсказали в 1964 году, а подтвердили существование экспериментально только в 2012. И все это время неуловимый бозон искали! Искали долго и упорно. До БАК в ЦЕРНе работал другой ускоритель, электрон-позитронный коллайдер. Также был Теватрон в Иллинойсе, но и его мощностей не хватило для выполнения задачи, хотя эксперименты, конечно же, дали определенные результаты.
Дело в том, что бозон Хиггса – частица тяжелая, и обнаружить его очень непросто. Суть эксперимента проста, сложна реализация и интерпретация результатов. Берутся два протона на околосветовой скорости и сталкиваются лоб в лоб. Протоны, состоящие из кварков и антикварков, от такого мощного столкновения разваливаются и появляется множество вторичных частиц. Именно среди них и искали бозон Хиггса.
Поиски бозона Хиггса
Проблема еще и в том, что подтвердить существование этого бозона можно лишь косвенно. Период, в который существует бозон Хиггса, крайне мал, как и расстояние между точками исчезновения и возникновения. Измерить такие время и расстояние напрямую невозможно. Зато Хиггс не исчезает бесследно, и его можно вычислить по «продуктам распада».
Хотя такой поиск очень похож на поиск иголки в стоге сена. И даже не в одном, а в целом поле стогов. Дело в том, что бозон Хиггса распадается с разной вероятностью на разные «наборы» частиц. Это может быть пара кварк-антикварк, W-бозоны или самые массивные лептоны, тау-частицы. В одних случаях эти распады крайне трудно отличить от распадов других частиц, а не именно Хиггса. В других – невозможно достоверно зафиксировать детекторами. Несмотря на то что детекторы БАК – самые точные и мощные измерительные приборы, созданные людьми, они могут измерить не все. Лучше всего фиксируется детекторами превращение Хиггса в четыре лептона. Однако вероятность этого события очень мала — всего 0,013%.
Детектор ATLAS
Тем не менее, за полгода экспериментов, когда за одну секунду в коллайдере происходят сотни миллионов столкновений протонов, было выявлено целых 5 таких четырехлептонных случаев. Причем зафиксированы они были на двух разных детекторах-гигантах: ATLAS и CMS. Согласно независимому расчету с данными одного и другого детектора, масса частицы составляла примерно 125ГэВ, что соответствует теоретическому предсказанию для бозона Хиггса.
Для полного и точного подтверждения того, что обнаруженная частица была именно именно бозоном Хиггса, пришлось провести еще очень много опытов. И несмотря на то, что сейчас бозон Хиггса обнаружен, эксперименты в ряде случаев расходятся с теорией, так что Стандартная модель, как считают многие ученые, скорее всего является частью более совершенной теории, которую еще предстоит открыть.
Детекторы БАК
Открытие бозона Хиггса, определенно, одно из главных открытий 21 века. Его открытие — огромный шаг в понимании устройства мира. Если бы не он, все частицы были бы безмассовыми, как фотоны, не существовало бы ничего, из чего состоит наша материальная Вселенная. Бозон Хиггса — шаг к пониманию того, как устроена вселенная. Бозон Хиггса даже назвали частицей бога или проклятой частицей. Впрочем, сами ученые предпочитают называть его бозоном бутылки шампанского. Ведь такое событие, как открытие бозона Хиггса, можно отмечать годами.
Проблема тонкой настройки
В то время, когда БЭПК еще работал, Стандартная модель использовалась для интерпретации его данных. Был собран арсенал частиц, от прелестного до W-бозона, но Кранмер и другие не нашли никаких признаков Хиггса. Разумеется, они начали переживать: если бозон Хиггса не существовал, какая часть остальной Стандартной модели была удобным вымыслом?
У этой модели была по крайней мере еще одна проблема, помимо недостающего Хиггса: чтобы вещество могло образовать планеты и звезды; чтобы фундаментальные силы были достаточно сильны, чтобы удерживать вещи вместе, но достаточно слабы, чтобы не дать им коллапсировать совсем, должна была произойти некая абсурдная, но удачная отмена (когда две эквивалентные единицы с противоположным знаком объединяются и образуют ноль) в некоторых основополагающих формулах. Она привела к так называемой «тонкой настройке», а ее шансы, по мнению Флипа Танедо из Калифорнийского университета в Ирвине, примерно равны тому, что в аду выживет снежок. Будто каждая молекула разгоряченного воздуха проходит мимо этого снежка, не давая ему растаять, и все это благодаря некой случайности.
Потому Кранмер очень взволновался, когда узнал о новой модели, которая могла бы объяснить проблему тонкой настройки и выявить присутствие бозона Хиггса. Дополнение к Стандартной модели под названием MSSM предложило несколько новых фундаментальных частиц. Отмена, которая казалась такой случайной, объяснилась существованием новых частиц. Эти новые частицы взаимодействовали с бозоном Хиггса, давая ему скрытый путь к распаду, который прошел бы незамеченным для БЭПК.
Если эта новая теория оказалась бы верной, доказательство бозона Хиггса, вероятнее всего, было в старых данных БЭПК. И у Кранмера были нужные инструменты для его поиска: у него был опыт работы со старым коллайдером и два амбициозных ученика. Таким образом, он послал своего аспиранта Джеймса Бичема для извлечения данных с магнитных лент, лежащих на складах за пределами Женевы, и поручил Итаю Явину проработать детали новой модели. Кропотливо расшифровав пыльный код FORTRAN в первом эксперименте и выудив нужную информацию с лент, они вернули данные к жизни.
Вот что хотела увидеть команда в данных БЭПК.
Во-первых, электрон и позитрон сталкиваются друг с другом, а их энергия преобразуется в материю хиггсовского бозона. Затем Хиггс распадается на две альфа-частицы — предсказанные суперсимметрией, но еще не замеченные — которые разлетаются в противоположных направлениях. Спустя доли секунды каждая из двух альфа-частиц распадается на две тау-частицы. Каждая из четырех тау-частиц распадается на более легкие частицы вроде электронов и пионов, которые живут достаточно долго, чтобы попасть в детектор.
По мере того, как легкие частицы проходили через множество слоев детектора, собиралась подробная информация об их траектории. Тау-частица могла появиться в данных несколько таких траекторий. Подобно фейерверку, летящему в небо, тау-частицу можно было определить по сияющим дугам, усеянным частицами ракеты. Хиггс же, в свою очередь, выглядел бы как созвездие легких частиц, указывающих на четыре одновременных взрыва тау-частиц.
Чтобы утверждать, что найден подлинный Хиггс, а не самозванцы, Бичему и Явину нужно было быть крайне осторожными. Электроника, достаточно чувствительная, чтобы измерить одну частицу, часто дает осечку, поэтому всегда есть масса событий, которые могут быть отброшены как шум. Вероятность ошибочного подтверждения приводила к опасности установки четких границ на основе данных БЭПК, и ученым нужно было постоянно все перепроверять. Но вместо этого они решили создать две симуляции БЭПК. В одной столкновения происходили во вселенной, подчиняющейся Стандартной модели; в другой вселенная следовала правила MSSM. После тщательной настройки кода команда выяснила, что у них достаточно мощности, чтобы продолжить: если бы Хиггс рождался в процессе работы БЭПК, они нашли бы намного больше тау-событий, чем могло быть.
Приложения
Библиография
- Полин Ганьон , Что бозон Хиггса ест зимой и другие важные детали , Éditions MultiMondes, колл. » Наука и технология «,2015 г., 280 с. ( ISBN 978-2-89544-490-9 )
- (en) К. Карена , К. Гроджан , М. Кадо и В. Шарма , , о группе данных по частицам ,Ноябрь 2013(по состоянию на 29 августа 2014 г. )
- Жиль Коэн-Таннуджи и Мишель Спиро , Бозон и мексиканская шляпа: новая великая история вселенной , Париж, Галлимар ,2013, 531 с. ( ISBN 978-2-07-035549-5 )
- (ru) Шон Кэрролл , Частица в конце Вселенной: как охота за бозоном Хиггса ведет нас к краю нового мира , Dutton Adult,2012 г., 352 с. ( ISBN 978-0-525-95359-3 ). Шон Кэрролл ( перевод Бертрана Никкевера), Хиггс: Пропавший бозон , Пэрис, Белин ,2013, 399 с. ( ISBN 978-2-7011-7685-7 )
- Матье Grousson , « бозон Хиггса,„частица Бога“ в пределах досягаемости », Science и др Vie , п о 1088,Май 2008 г., стр. 54-70
- Мишель Дэвье , LHC: исследование бозона Хиггса , Париж, Издание Le Pommier, колл. «Колледж города»,2008 г., 62 с. ( ISBN 978-2-7465-0398-4 )
- Брайан Грин ( перевод Селин Ларош), «Магия космоса: пространство, время, реальность, все нужно переосмыслить» , Роберт Лаффонт ,2005 г., 669 с. ( ISBN 978-2-221-09555-3 )
Внешние ссылки
- (ru) по частицам
|
Частицы в физике |
|||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Элементарный |
|
||||||||||||||||||||||||||
| Композиты |
|
||||||||||||||||||||||||||
| Квазичастицы |
|
||||||||||||||||||||||||||
| Список частиц |
Грязная наука
Как узнать, что теоретическая частица реальна? К тому времени, когда Кранмер достиг совершеннолетия, уже сложился установленный порядок. Для доказательства новых частиц вы сталкиваете вместе старые, хорошо известные частицы. Сильно сталкиваете. Это работает, потому что формула E=mc^2 означает, что энергию можно обменять на материю; другими словами, энергия — это взаимозаменяемая валюта субатомного мира. Сконцентрируйте достаточно энергии в одном месте — и появятся даже самые экзотические и тяжелые частицы. Правда, они моментально взорвутся. Единственный способ выяснить, что там было — это проанализировать обломки частиц.
Современные ускорители частиц вроде БЭПК и БАК — своего рода тоталитарные государства, заточенные на тотальную слежку. Тысячи электронных датчиков, фоторецепторов и газовые камер наблюдают за местом столкновения. Физика элементарных частиц стала своего рода судебно-медицинской экспертизой.
Также это весьма грязная наука.
Ситуация может быть еще хуже. Чтобы перейти от частиц, которые живут достаточно долго, чтобы их можно было обнаружить, к короткоживущим и неизвестным частицам, вам нужно подробно знать каждый промежуточный распад — то есть точно описать все химические реакции в желудке собаки. Все осложняется также и тем, что небольшие изменения в теории, с которой вы работаете, может повлиять на всю цепочку рассуждений, в результате чего может измениться вообще все.
Что такое бозоны и элементарные частицы?
Бозоны — это частицы, которые переносят взаимодействие между другими частицами, таким образом, любое притяжение или отталкивание между частицами происходит за счёт того, что они обмениваются бозонами.
Бозон Хиггса был последней частицей открытой в Стандартной Модели. Это критический компонент теории. Его открытие помогло подтвердить механизм того, как фундаментальные частицы приобретают массу. Эти фундаментальные частицы в Стандартной Модели являются кварками, лептонами и частицами-переносчиками силы.
Существует несколько разновидностей бозонов. Так к примеру широко известный фотон является переносчиком электромагнитного взаимодействия, глюон — сильного взаимодействия, а W- и Z-бозоны — слабого взаимодействия.
Согласно современным представлениям бозоны не должны иметь инертной массы, однако, W- и Z-бозоны ею обладают. Для объяснения этого явления британский физик Питер Хиггс постулировал существование некоего поля, получившего впоследствии его имя, из-за взаимодействия с которым W- и Z-бозоны приобретают инертную массу.
Это можно сравнить с пенопластовыми шариками, рассыпанными на поверхности стола, достаточно лёгкого дуновения ветра и их сметёт, а вот если рассыпать их на поверхность воды, то их движение будет замедленно, для W- и Z-бозонов роль воды выполняет поле Хиггса.
Квантами этого поля являются бозоны Хиггса, причём их может быть несколько видов и именно через них происходит взаимодействие поля с W- и Z- бозонами. На основе этого предположения были разработаны различные модели, описывающий этот бозон, но ни одна из них не могла предсказать его энергию.
В связи с этим поиски бозона Хиггса очень затянулись, учёным пришлось буквально перебирать все возможные варианты. Параллельно развивались модели без бозона Хиггса и между сторонниками двух подходов шли жаркие споры. Наконец в 2012 году на Большом Адронном Коллайдере был обнаружен первый кандидат в бозоны Хиггса с энергией 126 ГэВ, а в 2013 появились сообщения подтверждающие, что это действительно бозон Хиггса.
Теория 1964-го года
В 1964 году шестеро физиков-теоретиков выдвинули гипотезу существования нового поля (подобно электромагнитному), которым заполнено все пространство и решает критическую проблему в нашем понимании вселенной.
Независимо от этого другие физики построили теорию фундаментальных частиц, названную в итоге «Стандартной Моделью», которая обеспечивала феноменальную точность (экспериментальная точность некоторых частей Стандартной Модели достигает 1 к 10 миллиардам. Это равнозначно предсказанию расстояния между Нью-Йорком и Сан-Франциско с точностью около 0.4 мм). Эти усилия оказались тесно взаимосвязаны.
Стандартная Модель нуждалась в механизме приобретения частицами массы. Полевую теорию разработали Питер Хиггс, Роберт Браут, Франсуа Энглер, Джералд Гуралник, Карл Хаген и Томас Киббл.
Какова масса бозона?
К несчастью, теория, предсказывающая бозон, не уточняла его массу. Прошли годы, пока не стало ясно, что бозон Хиггса должен быть экстремально тяжелым и, скорее всего, за пределами досягаемости для установок, построенных до Большого Адронного Коллайдера (БАК).
Помните, что согласно E=mc2, чем больше масса частицы, тем больше энергии надо для ее создания.
В то время, когда БАК начал сбор данных в 2010, эксперименты на других ускорителях показали, что масса бозона Хиггса должна быть больше, чем 115 ГэВ/с2. В ходе опытов на БАК планировалось искать доказательства бозона в интервале масс 115-600 ГэВ/с2 или даже выше, чем 1000 ГэВ/с2.
Каждый год экспериментально удавалось исключать бозоны с бОльшими массами. В 1990 было известно, что искомая масса должна быть больше 25 ГэВ/с2, а в 2003 выяснилось, что больше 115 ГэВ/с2.
Интересные факты о бозоне Хиггса
Большой адронный коллайдер. Одной из основных целей проекта является экспериментальное доказательство существования бозона Хиггса и его исследование
Одним из наиболее интереснейших и невероятных фактов о хиггсовском бозоне является то, что его, по сути, не существует в природе. Следовательно, эта частица, в отличие от остальных фундаментальных элементов, не находится в окружающем нас пространстве. Объясняется это тем, что бозон Хиггса исчезает практически моментально после своего рождения. Происходит такая мгновенная метаморфоза посредством распада частицы. При этом за свое наикратчайшее существование бозон даже не успевает войти во взаимодействие с чем-либо еще.
Также весьма интересными и привлекающими к себе внимание фактами можно назвать, так называемые «прозвища», которые были присвоены хиггсовскому бозону. Эпатажные названия попадали в общественное использование благодаря средствам массовой информации
Одно из них было придумано вновь открытому кванту Леоном Ледерманом, лауреатом Нобелевской премии, и звучало как «чертова частица». Однако оно не было пропущено в печатное издание труда редактором и было заменено на «частицу Бога» или «божью частицу».
Случайные и реальные события
В физике элементарных частиц существование того или иного события оценивается с определенной вероятностью «сигма», которая определяет случайность или реальность этого события, полученного в эксперименте. Чтобы увеличить вероятность какого-либо события, необходимо проанализировать большое число данных. Поиски и открытие бозона Хиггса относятся к подобного рода вероятным событиям. Для обнаружения этой частицы в БАК генерировалось около 300 млн столкновений за одну секунду, таким образом количество данных, которое нужно было проанализировать, являлось огромным.
Можно говорить о реальном наблюдении конкретного события с уверенностью, если его «сигма» будет равна 5 и больше. Это эквивалентно событию с монетой (если ее подбросить, и она 20 раз подряд упадет решкой). Такой результат соответствует вероятности менее 0,00006%.
Как только обнаружено это «новое» реальное событие, необходимо детально его изучить, ответив на вопрос, точно это событие соответствует частице Хиггса или это какая-то другая частица. Для этого необходимо тщательно изучать свойства продуктов распада этой новой частицы и сравнивать их с результатами теоретических предсказаний.
Определение простым языком
Чтобы объяснить сущность бозона Хиггса максимально просто и понятно не только ученому физику, но и обычному человеку, интересующемуся наукой, необходимо прибегнуть к языку аллегорий и сравнений. Хотя, разумеется, все аллегории и сравнения, которые касаются физики элементарных частиц, не могут быть верными и точными. То же электромагнитное поле или квантовая волна не являются ни полем, ни волной в том смысле, в котором их представляют обычно люди, как и сами атомы отнюдь не являются уменьшенными копиями Солнечной системы, в которой словно планеты вокруг Солнца вращаются электроны вокруг атомного ядра. И хотя аллегории и сравнения все же не передают самой сути тех вещей, которые происходят в квантовой физике, они, тем не менее, позволяют приблизиться к пониманию этих вещей.
Интересный факт: в 1993 году министром образования Великобритании даже был объявлен конкурс на самое простое объяснение того, что такое бозон Хиггса. Победителем вышло пояснение, связанное с вечеринкой.
Итак, представьте себе многолюдную вечеринку, тут в помещение входит какая-то знаменитость (например, «рок-звезда») и за ней тут же начинают двигаться гости, все хотят пообщаться со «звездой», при этом сама «рок-звезда» передвигается медленнее, нежели все другие гости. Затем люди собирают в отдельные группы, в которых обсуждают какую-то новость или сплетню, связанную с этой рок-звездой, при этом люди хаотично передвигаются из группы в группу. Как результат, создается впечатление, что люди обсуждают сплетню, тесно окружив знаменитость, но без ее непосредственного участия. Так вот, все люди, участвующие в вечеринке – это поле Хиггса, группы людей являются возмущением поля, а сама знаменитость, из-за которой они образовались и есть бозон Хиггса.
Если эта аллегория Вам не совсем понятна, то вот еще одна: представьте себе гладкий бильярдный стол, на котором находятся шары – элементарные частицы. Шары эти запросто разлетаются в разные стороны и движутся везде без препятствий. А теперь представьте, что бильярдный стол покрыт некой клейкой массой, которая затрудняет движение шаров по нему. Эта клейкая масса – поле Хиггса, масса этого поля равна массе частиц, которые к нему прилипают. Бозон Хиггса же это частица, которая соответствует этому липкому полю. То есть если сильно ударить по бильярдному столу с этой клейкой массой, то небольшое количество этой самой клейкой массы на время образует пузырек, который вскоре опять растечется по столу, так вот, этот пузырек и есть бозон Хиггса.
Стандартная модель и бозон Хиггса
Начнем с самого начала. Частицы делятся на бозоны и фермионы. Бозоны – это частицы с целым спином. Фермионы — с полуцелым.
Понятно? Не очень. Чтобы стало понятнее, нужно рассказать про Стандартную модель.
Питер Хиггс, предсказавший существование бозона Хиггса.
Стандартная модель – одна из основных современных моделей описания мира. Она описывает взаимодействие элементарных частиц. Как мы знаем, в мире есть 4 фундаментальных взаимодействия: гравитационное, сильное, слабое и электромагнитное. Гравитационное мы сразу не рассматриваем, т.к. оно имеет иную природу и не входит в модель. А вот сильное, слабое и электромагнитное взаимодействия описываются в рамках стандартной модели. Причем, согласно этой теории вещество состоит из 12 фундаментальных элементарных частиц-фермионов. Бозоны же являются переносчиками взаимодействий. Оформить дипломную работу на заказ вы можете прямо у нас на сайте.
Стандартная модель. Частицы.
Так вот, из всех частиц, предсказанных в рамках стандартной модели, не обнаруженным экспериментально оставался бозон Хиггса. Согласно Стандартной модели этот бозон, являясь квантом поля Хиггса, отвечает за то, что у элементарных частиц есть масса. Представим, что частицы – это бильярдные шары, помещенные на сукно стола. В данном случае сукно – это и есть поле Хиггса, обеспечивающее массу частиц.
Момент теоретической истины
На экране было всего два тау-квартета.
Если бы небольшая команда Кранмера нашла бозон Хиггса до того, как это сделал дорогой БАК, и сбросила бы Стандартную модель; если бы то число было 32, а не 2, их история оказалась бы на первых полосах газет. Но вместо этого снова выстрелил научный метод: теория была тщательно разработана, тщательно испытана и оказалась ложной.
Три года спустя огромная команда физиков БАК объявила, что нашла бозон Хиггса, который полностью согласуется со Стандартной моделью. Это была уверенная победа — для массивных инженерных проектов, международных коллабораций, теоретиков, которые придумали поле Хиггса и этот самый бозон 50 лет назад. Но Стандартная модель, вероятно, не будет стоять вечно. У нее по-прежнему есть проблемы с тонкой настройкой и интеграцией общей теории относительности. Физики надеются, что новые модели устранят эти проблемы. Вопрос в том, какие?
Каждое предложение нужно проверить на деле, каждый эксперимент неизбежно потребует месяцев или многих лет труда, даже если вы ловко воспользуетесь старыми данными. Адреналин повышен до самого момента истины: а что, если это будет новый закон физики? Но большинство экспериментов заканчивается одним и тем же: не в этот раз. Попробуйте еще.
