На этой неделе пришла новость из Европейского центра ядерных исследований (ЦЕРН), от ученых, работающих на Большом адронном коллайдере (БАК) – у них появилась надежда считать, что они таки нашли долгожданный бозон Хиггса. Эта новость прошла бы везде мелкой строкой на фоне других, если бы не одно «но» – этот самый бозон уже долго именуют «частицей бога». Так что же в нем особенного?
Изучая окружающий нас мир, ученые как бы собирают картинку из отдельных элементов паззла. Некоторые являются ключевыми: определяющими процессы и в микро-, и в макромире. Все, конечно, начинается на самом фундаментальном уровне – уровне элементарных частиц. Эти частицы и формируют Вселенную, каковую мы наблюдаем, в каковой живем и частью которой сами и являемся.
Частицы взаимодействуют между собой. Три взаимодействия в этом мире: электромагнитное, сильное и слабое – описывает так называемая Стандартная модель, теоретическое формирование которой завершено в 70-е годы ХХ века. Она хороша, эта модель, и во многом экспериментально подтверждена. Но еще на заре ее формирования возникла некоторая заминка: почему-то получалось, что у квантов слабого взаимодействия масса есть, а у квантов электромагнитного взаимодействия – нет.
Решение загадки этой асимметрии массы предложил еще в 1964 году британец Питер Хиггс, который предположил существование особого поля, которое пронизывает всю Вселенную. Оно не оказывает влияния на электромагнитные волны: свет, радио, гамма-излучение. Нет взаимодействия – нет и массы. Зато другие частицы как бы «цепляются» за него. Причем при попытке ускорения это «цепляние» растет многократно.
Сейчас популярна следующая аналогия: рассыпьте по гладкому полу множество пенопластовых упаковочных шариков и подуйте на них из пылесоса – они весело будут скользить в разных направлениях. Но стоит полить на пол воду, и скорость их скольжения заметно замедлится, и характер маневров – изменится. Это грубая аналогия, но дающая представление о сути дела.
Вот носителем этого поля, то есть его квантом, и является этот самый бозон Хиггса, который никак до сих пор не могут поймать. Чтобы объяснить, что это такое – «квант взаимодействия», британские ученые придумали пример с двумя лодками и бутылкой шампанского. Вот плывут навстречу друг другу две байдарки по реке Кэм, и один джентльмен захотел угостить другого шампанским, да и метнул ему бутылку. Второй ловит. Ясно, что от первоначальной оси движения отклонится и первая байдарка, и другая. Для наблюдателя издалека это будет непонятным: он не увидит бутылку, зато увидит, что сами по себе две байдарки отклонились от своего курса БЕЗ физического столкновения.
Если нахождение этого самого кванта поля Хиггса будет подтверждено, то это будет значить, что так называемая Стандартная модель в общем верна, и становится ясно, куда двигаться. Еще одна теория переходит в разряд законов природы, и появляются возможности для решения дальнейших вопросов. Ее подтверждение помогает понять, как функционирует мир видимой материи (которой во Вселенной меньшая часть), не только в ее нынешнем состоянии, но и в состоянии, следовавшем до Большого взрыва. Если же бозон Хиггса не будет найден, то открывается простор для так называемых безхиггсовых теорий, коих уже появилось великое множество. Эти теории открывают перед нами возможность странных вселенных, параллельных миров и прочих удивительных вещей. Так что еще неизвестно, радоваться ли открытию бозона Хиггса и оказаться в общем-то в «плоском» мире, или радоваться новым возможностям, если его все-таки не нашли.
И все же, почему этот бозон назвали «частицей бога»? Считается, что это порождение редакторской мысли, готовившей к выпуску книгу нобелевского лауреата Леона Ледермана «The God Particle: If the Universe Is the Answer, What Is the Question?» («Частица бога: если вселенная – ответ, что является вопросом»). Автор хотел назвать ее «проклятой» – goddamn , поскольку она никак не давалась в руки, но редактор предложил иной вариант. Так оно и пошло-поехало. Тем не менее, наличие этого бозона делает мир таким, каким мы его видим и знаем.
Вместе с тем, надо признать, что ученые, работающие на БАКе, обнаружили на самом деле лишь некую частицу, с массой около 125 ГэВ, со статистической значимостью 3,6 стандартных отклонений σ. Специалисты надеются, что статистическая значимость в дальнейших экспериментах вырастет до 5 «сигм», а пока что ее можно при критическом рассмотрении данных, наоборот, урезать до 2,3 σ. Этого явно недостаточно, что бы говорить об открытии новой частицы, а вот с 5 «сигмами» – можно будет вполне готовиться к нобелевским торжествам.
И, напоследок, уже о боге. В астрофизике и физике элементарных частиц бог упоминается достаточно часто. Именно как неизвестная сила, которая создает заданный порядок вещей в мире. Как только эта сила находит объяснение, она перестает быть «богом». Но поскольку процесс познания, судя по всему, бесконечен, где-то рядом или на другом конце Вселенной всегда будет маячить новая великая тайна, вызывающая трепет и восхищение и желание приблизиться к ней.
Источник: slon.ru
2012-01-28 в 22:34
ответить ›
2012-03-22 в 18:36
ответить ›
2012-02-06 в 18:57
ответить ›