«Частинці бога» 10 років. Що бозон Хіггса відкрив нам про Всесвіт і що залишається невідомим

Відкриття в липні 2012 року бозона Хіггса, також відомого як «частинка Бога», стало базовим проривом у нашому розумінні навколишнього світу. Адже бозон Хіггса є основою для існування всіх елементарних частинок у нашому Всесвіті. Відкриття було значущим, оскільки якби було доведено, що бозона Хіггса не існує, це означало б, що фізики помилялися і потрібно викинути Стандартну модель фізики на смітник.

Можливо, ви не знайомі з фізиком Пітером Хіггсом, який вперше передбачив існування нової частинки в 1960-х роках і висунув теорію про те, що нас оточує океан квантової інформації, відомий як поле Хіггса. Але його Нобелівське відкриття робить все інше у нашому світі можливим.

Існування бозона Хіггса є однією з причин, чому все, що ми бачимо, включно з нами, усіма планетами та зірками, має масу та існує. Тому бозон назвали «частинкою Бога».

Частинка, яку Хіггс та його колеги-фізики припустили в 1964 році, могла набрати масу лише шляхом взаємодії з полем, яке пронизує весь Всесвіт, відоме як поле Хіггса. Це означає, що якби поля не існувало, частинки просто вільно плавали б і рухалися зі швидкістю світла.

На відміну від багатьох інших видатних відкриттів, бозон Хіггса не можна просто «знайти» в традиційному розумінні – його потрібно створити. Після його створення докази його розпаду шукають у даних, зібраних на Великому адронному колайдері в CERN.

У цьому найбільшому у світі прискорювачі елементарних частинок, де протони збиваються разом зі швидкістю світла у величезному 27-кілометровому тунелі, що нагадує іподром, який розташований на глибині 100 метрів під землею на кордоні Франції та Швейцарії, вчені дізналися, що знайшли докази існування бозона Хіггса у 2012 році.

Застосовані для першого спостереження бозону Хіггса технології стприяли створенню інших досягнень – у сфері охорони здоров’я, промисловості та обчислювальної техніки.

З часу відкриття 4 липня 2012 року бозону фізики аналізували, як Він взаємодіє з іншими частинками, щоб побачити, чи відповідає він стандартній моделі фізики.

Стандартна модель — це керівна теорія, яка враховує три з чотирьох основних сил Всесвіту — електромагнетизм, слабку силу та сильну силу, але вона виключає гравітацію. Існують інші аспекти нашого Всесвіту, такі як темна матерія та темна енергія, які ще не пояснюються стандартною моделлю.

Вчені вивчали, як бозон Хіггса взаємодіє з іншими частинками та що можуть виробляти ці так звані «зв’язки». До 2018 року вчені визначили, що 58 відсотків бозонів Хіггса розпадаються на b-кварки, також відомі як б’юті-кварки або нижні кварки.

Незважаючи на те, що CERN був центром подій, коли мова зайшла про бозон Хіггса, багато людей не підозрюють, що в певний момент Сполучені Штати могли стати домом для найбільшого прискорювача елементарних частинок у світі – так званого Теватрону.

Запланований у 1980-х роках для розміщення глибоко під Ваксахачі, штат Техас, цей прискорювач частинок мав би мати довжину 87 кілометрів із здатністю стикати протони разом на більш високих рівнях енергії, ніж зараз можливо в CERN.

Однак бюрократія, висока вартість проекту та дискомфорт серед вчених і релігійно налаштованих людей через фразу «Частинка Бога» призвело до скасування проекту в 1993 році.

CERN, який було засновано 29 вересня 1954 року, є центром спільноти з 10 000 вчених з усього світу, а також місцем народження Всесвітньої павутини. Організація налічує 23 країни-члени.

Є багато питань, на які вчені все ще сподіваються відповісти в найближчі роки та десятиліття в CERN:

• Чи можна виявити темну та темну матерію, які складають 68 та 27 відсотків Всесвіту відповідно, завдяки взаємодії з бозоном Хіггса?
• Чи можливо відкрити мікроскопічні чорні діри і чи може колись крізь них проходити енергія?
• Чи можемо ми отримати більше інформації про b або кварки краси та яке їхнє значення для сингулярності?
• Що ми можемо дізнатися про М-теорію, яка стверджує, що замість трьох вимірів простору та часу насправді може існувати щонайменше 11 вимірів, які складаються не з відомих нам частинок, а з крихітних вібруючих струн, які взаємодіють одна з одною.

За матеріалами: Daily Mail