Пітер Хіггс помер у віці 94 років. Що таке «частинка Бога», яку він передбачив, бозон Хіггса?
8 квітня 2024 року помер лауреат Нобелівської премії професор Пітер Хіггс. Він вніс величезний внесок у розвиток фізики, але його ім’я завжди буде нерозривно пов’язане з передбаченою ним частинкою.
Відкриття століття: у гонитві за «частинкою Бога»
Одним з найбільших наукових досягнень 21 століття стало відкриття бозона Хіггса — елементарної частинки, передбаченої в 1964 році. Тривалі пошуки цього маловивченого об’єкта увінчалися успіхом у 2012 році завдяки експериментам на Великому адронному колайдері в ЦЕРНі. Але що таке бозон Хіггса, чому його відкриття стало таким важливим і як воно змінило наше розуміння Всесвіту?
Таїнство меси
У середині 20-го століття фізики досягли значних успіхів у розумінні мікросвіту. Була розроблена Стандартна модель — теорія, яка описує всі відомі на той момент елементарні частинки й взаємодії між ними. Однак у цій геніальній концепції був недолік – вона не могла пояснити, звідки взялася маса.
Це важко уявити, але, згідно з теорією, багато відомих нам частинок колись були абсолютно безмасовими. Звідки взялася маса протонів, нейтронів та інших субатомних «будівельних блоків» речовини? Це питання довгий час залишалося невирішеним, поки в 1964 році відразу кілька вчених майже одночасно не висунули гіпотезу про існування особливого поля, взаємодія з яким надає масу частинкам.
Пітер Хіггс — звичайний хлопець з Ньюкасла
Одним з тих, хто самостійно придумав цю геніальну ідею, був британський фізик-теоретик Пітер Хіггс, який працював в Единбурзькому університеті. Його теорія отримала найбільше визнання в науковому співтоваристві, тому передбачувана частинка, що несе це поле, була названа «бозоном Хіггса» або «частинкою Бога».
Дивно, але Хіггс був звичайною людиною – сином робітника з Ньюкасла, любителя пива і футболу. Ніхто не очікував, що цей тихий, скромний хлопець зробить революцію у фізиці 21-го століття.
У пошуках «божественної частинки»
Теорія Хіггса стверджувала, що всюди у Всесвіті є особливе поле, взаємодія з яким надає масу частинкам. Це означає, що повинен існувати носій цього поля – елементарна частинка, не схожа ні на що інше. За розрахунками, він повинен бути неймовірно нестабільним, розпадатися менш ніж за стомільярдну частку секунди!
Доведення існування цієї частинки Хіггса стало однією з головних цілей фізики елементарних частинок. Щоб його виявити, потрібно було побудувати найпотужніший у світі прискорювач – Великий адронний колайдер. Ця гігантська підземна машина завдовжки майже 27 км розганяє протонні пучки, щоб зафіксувати енергію, імітуючи умови незабаром після Великого вибуху. Зіткнення цих променів породжують короткочасне цунамі екзотичних частинок, серед яких, якщо пощастить, можна помітити найрідкіснішу «частинку Бога».
Влітку 2012 року вчені ЦЕРНу нарешті оголосили, що слід бозона Хіггса виявлено! Воістину сенсаційна новина облетіла весь світ. Це відкриття стало не тільки важливим кроком у фізиці, воно поклало край майже 50-річним пошукам «божественної частинки» і увінчало багаторічну роботу тисяч вчених та інженерів, які створили Великий адронний колайдер.
Частинка, яка все пояснює
Але чому відкриття бозона Хіггса викликало такий фурор? Зрештою, це лише одна з багатьох екзотичних частинок. Річ у тому, що саме вона завершила Стандартну модель фізики елементарних частинок. Його наявність дозволило пояснити, звідки береться маса, без якої неможливі ні планети, ні зірки, ні життя у Всесвіті.
Питання про походження маси є однією з найбільших загадок сучасної фізики. Згідно з теорією, буквально в перші миті після Великого вибуху всі частинки не мали маси. Але майже відразу з’явилося таємниче «поле Хіггса», яке має ненульове значення у всьому нескінченному Всесвіті. І саме взаємодія частинок з ним надає їм масу.
Відкриття бозона Хіггса є кульмінацією багаторічних зусиль теоретиків, інженерів і величезних наукових команд по всьому світу. Він став одним з найбільших досягнень людського розуму і символом науково-технічного прогресу 21 століття. Завдяки цьому відкриттю сучасна фізика зробила крок до нового розуміння матерії та енергії. З’являються нові рубежі для досліджень і нові горизонти для вдосконалення знань про ранні моменти нашого Всесвіту.
