Коли в липні минулого року фізики заявляли, що знайшли щось, дуже схоже на бозон Гіґґса – елементарну частинку, яка у Стандартній моделі відповідає за масу та була передбачена шотландським фізиком Пітером Гіґґсом ще 1964 року, – це ще не було приводом для радості.
Причиною сумнівів було невизначене значення її спіну – квантового імпульсу, який у елементарних частинок набуває значень 0, 1/2, 1, 2/3 або 2. За обчисленнями Пітера Гіґґса, спін бозона, названого його іменем, мав би дорівнювати 0. Але ні у липні 2012 р., коли оголосили про відкриття «частинки, подібної на бозон Гіґґса», ні у листопаді, коли оприлюднили додаткові наукові дані, нічого певного про її спін вчені сказати не могли.
Тепер ж усі сумніви розвіялися. Під час наукової конференції у курортному селищі Ля-Тюїль у Італії 8-16 березня фізики, які працюють на Великому адронному коллайдері, оприлюднили нові дані, які однозначно вказують на нульовий спін. Таким чином, більше нема чого сумніватися, що довгоочікувана елементарна частинка є саме бозоном Гіґґса. Можливо, йдеться про найбільше наукове відкриття ХХІ століття.
Бозон Гіґґса – остання елементарна частинка, якої бракувало для довершення Стандартної моделі – універсальної квантової теорії, яка описує чотири фундаментальні взаємодії у Всесвіті: слабку, сильну, електромагнітну та гравітаційну. Згідно з цією моделлю, окрім слабкого, сильного, електромагнітного та гравітаційного полів, існує ще одне поле, яке фактично невід’ємне від пустого простору. Це поле називають полем Гіґґса, і вважається, що усі частинки отримують масу завдяки взаємодії з ним, а значення їхньої маси обумовлене силою цієї взаємодії. Набуття частинкою маси у моделі Гіґґса можна порівняти з рухом тіла у густій, в’язкій рідині, коли воно отримує додаткову масу за рахунок облягання цією рідиною. Згідно з теорією корпускулярного-хвильового дуалізму, яка стверджує, що будь-яка елементарна частка має хвильові властивості, а будь-яка хвиля має властивості, характерні для частинки, повинен існувати квант поля Гіґґса, який «надає» частинкам масу. Оскільки ця частинка має ціле значення спіну, вона належить до бозонів (частинки з напівцілим спіном називаються ферміонами).
Значення відкриття бозона Гіґґса для науки – величезне. Окрім пояснення природи маси, воно також підтверджує правильність Стандартної моделі, яку часто називають найдовершенішою теорією в історії науки, та дозволить застосовувати її для тлумачення багатьох невідомих науці явищ, зокрема загадкових темної енергії та темної матерії, які, за припущеннями вчених, становлять 95% маси Всесвіту та про природу яких ми нічого знаємо.
16.03.2013