Хиггс!! Хиггс!! Хиггс!!!

Блог Фила Плейта Bad Astronomy

4 июля 2012 года

Ученые, работающие на Большом Адронном Коллайдере (БАК) в Женеве, объявили об открытии новой субатомной частицы, которая с очень высокой степенью точности отвечает тем свойствам, которые соответствуют частице Хиггса!

График показывает, как это видно детекторам БАКа. Держитесь крепче, я объясню, что все это значит!

ОК, вот коротенько. Частица Хиггса важна потому, что ее предсказывает Стандартная Модель физики частиц - свод основных правил о том, как ведут себя элементарные частицы. Бозон Хиггса - нечто, что придает многим частицам массу. Другими словами тот факт, что протоны, нейтроны, электроны обладают массой - это следствие как раз вот этой зверушки Хиггса. 

Эту частицу очень трудно обнаружить потому, что она не живет долго. Сразу же после рождения она распадается на другие частицы и этот распад сопровождается выбросом энергии. Единственный способ создать ее - сталкивать другие частицы с огромной скоростью и смотреть на результат. Если частица Хиггса существует, она затем распадется и оставит характерный энергетический след. Проблема в том, что и другие частицы, распадаясь, выбрасывают энергию, и вам надо как-то найти нужную вам в этом шуме.

В прошлом году сигнал был обнаружен на уровне 125 ГэВ - эту единицу измерения используют физики, чтобы определять массу частиц - потому что, как известно, масса и энергия между собой тесно связаны.

Для сравнения, масса протона - 1 ГэВ. Результаты были получены еще в прошлом году, но им не хватало точности - 90% недостаточно для того, чтобы объявить об открытии.

Сегодня все поменялось. Два независимых детектора БАКа нашли пик сигнала между 125 и 126 ГэВ с точностью 5 сигма - это значит, с уверенностью 99,9999%! Это значит, что обнаружена неизвестная доселе частица, чья масса точно в рамках предсказанной Стандартной
Моделью частицы Хиггса! Вот что показывает график наверху - пик энергии виден настолько ясно, что теперь это уже можно объявлять открытием!

Это колоссально.

Теперь, технически, физики могут сказать - да, определенно имеется некая частица. Но является ли она той самой? Ну, если честно, наверняка этого они сказать не могут. Но если она выглядит как Хиггс, движется, как Хиггс, и квакает, как Хиггс... да.

И вот что мы имеем. Найдена новая элементарная частица, и если это бозон Хиггса - что очень, очень похоже - это наш первый шаг к пониманию того, что есть масса и гравитация во Вселенной!  Все это потребовало очень много техники, денег, труда тысяч людей... но оно реально!

И это только первый шаг - еще очень много работы. Но... о, какой это шаг! Вселенная снова сделала что-то чудесное, и мы смогли заглянуть за ее кулисы и увидеть, как это все по-настоящему работает.

Не забывайте - это сделали мы, люди. Открытие новой частицы и ее огромнейшего потенциала произошло потому, что мы - любопытны. Эта огромная машина, БАК, была построена только потому, что мы хотели узнать природу вещей, и нашлись люди, которые знали, как ее сделать, а также те, кто профинансировал все это.  Когда мы хотим увидеть - что же, там, за этим холмом, природа открывает нам свои чудеса...

И все, что нам нужно - просто очень сильно хотеть этого.

Image credit: CERN