Якби не бозон Гіґґса, матеріального світу просто не було б

 

"Якби не бозон Гіґґса, нашого охайного світу, де матерія складається з атомів та електронів, просто не було б. Ні галактики, ні зірок, ні життя на Землі", – заявив британський фізик-теоретик Майкл Пескін 4 липня 2012 року. Під час семінару Європейського центру ядерних досліджень у Женеві він оголосив про відкриття цієї частки, яка з'єднує найдрібніші частинки атомів між собою і в такий спосіб будує матерію. На виявлення цього "зліплювача" атомів наука чекала 48 років. Доти існування бозону Гіґґса сприймали на віру, бо інакше матеріальний світ не тримався б купи: частинки, з яких формуються атоми, пронизували б Космос зі швидкістю світла й розліталися б навсібіч. Бозон Гіґґса живе тисячні долі секунди. Донедавна його не міг зафіксувати жоден зі створених потужних приладів

Пояснюючи природу взаємо­дії речовин у світі, 1964-го професор Единбурзького університету Пітер Гіґґс, тоді 35-річний, припустив, що матеріальної форми атомам повин­на надавати якась невловима частинка, що має масу. Адже частки атомів рухаються зі швидкістю світла, й навряд чи вони трималися б купи, якби не цей "клей", що їх ­з'єднує. Його назвали "бозон Гіґґса". Бозон – елементарна частинка, що може створювати навколо себе поле і взаємодіяти з іншими. Назву бозон отримав від імені індійського фізика Шатьєн­драната Бозе, який у липні 1924 року систематизував елементарні частинки атома.

Конкурс простих роз'яснень бозона Гіґґса на початку 1990­-х оголосив британський міністр науки Вільям Волдґрейв. В одному з творів, що надійшли на конкурс, бозон порівняли з людиною, біля якої збирається натовп, і через це й тій людині, і тому натовпу стає важко рухатися. Разом вони створюють досить масивну конструкцію.

"Бозони Гіґґса – як знамени­тість серед журналістів, – ­стисло переказує тлумачення групи фізиків користувач ­Facebook Андрій Гуцул. – Якщо повз кімнату проходить хтось невідомий журналістам, він зможе пролетіти зі швидкістю світла й не матиме маси. Якщо ж спробує пройти відома ­особа, журналісти неодмінно скупчаться навколо неї, таким чином вона сповільниться й набуде маси".

Понад 40 років тому фізики вивели так звану Стандартну модель будови матерії – своєрідну "таблицю Менделєєва" елементарних частинок. Вона пояснює, з чого складаються атоми. Усіх їх ученим вдалося виявити експериментальними методами, а от переконатися в існуванні елемента, що тримає їх купи, довго не ­могли. Майже 40 років в існування ­бозона Гіґґса тільки ­вірили. Його невловимість пояснюють тим, що утворюється він лише під час зіткнення ­атомів, що рухаються зі швидкістю ­світла. Тобто, у таких самих умовах, що були під час Великого вибуху у Всесвіті, який ­стався 13 млрд 700 млн років тому. Учені припускають, що доти він був поглинутий ­чорною ­дірою. А вибух стався через надмірне розжарення субстанції, з якої складався ­Всесвіт. Він тоді був менший. Після ­вибуху продовжує рости й охолоджуватися.

 

"Зловити" бозон Гіґґса ­змогли 2 липня 2012 року за допомогою спеціально створеного Великого адронного колайдера – ВАКу. ­Європейська рада з ядерних досліджень – CERN – його запустила 10 вересня 2008-го. Це 27-кілометровий кільцевий тунель на французько-швейцарському кордоні, 175 м завглибшки під землею. ВАК став найпотужнішим в ­історії прискорювачем частинок, ­менших за атом. Змушуючи їх у колайдері рухатися зі швидкістю світла, учені намагаються максимально ­відтворити ­умови Великого ­вибуху. У ВАКу ­пучки елементарних ­частинок із ­позитивним зарядом – ­протони – розганяють до швидкості світла й зіштовхують між собою. Під час цього зіткнення на якусь мікроскопічну мить й утворюється бозон Гіґґса.

Ширилися чутки, буцімто ВАК становить небезпеку для людства, і його запуск призведе до кінця світу. Деякі вчені побоювалися, що в результаті руйнації протонів у колайдері можуть утворитися величезні чорні діри в Космосі, що колись збільшаться і засмокчуть усю Землю. Були ­також припущення, що ­через роботу колайдера можуть утворитися прогалини в часі, в яких зникатимуть частки й навіть живі істоти, а потім мандруватимуть у минуле чи майбутнє. Журналісти й фантасти проводили паралелі з романом Курта Воннеґута "Колиска для кішки". У ньому згадано ­штучний пристрій, що знищив ­життя на планеті.

Хоча розробники колайдера переконували: якщо ­чорна діра й утвориться, то буде ­мікроскопічних розмірів і швидко зникне. Однак на них навіть подавали до суду. Американський юрист Вальтер Ваґнер і професор хімії з Німеччини Отто Реслер звинувачували працівників CERN, що своїм експериментом наражають на небезпеку планету й порушують право людини на життя. Суд їхнього клопотання не задовольнив. Через чутки про кінець світу після запуску колайдера в Індії скоїла самогубство 16-річна дівчина.

"Скоріше б уже колайдер запустили". Тобто, швидше б уже кінець світу – такий жарт почав кружляти у блогосфері. Також поширились анекдоти:

"У фізиків є традиція – раз на 14 мільярдів років збиратися і запускати ­колайдер", – ­натяк на повторення Великого вибуху.

"Чорні діри – це місця, де інопланетяни винайшли колайдери раніше за нас".

"За спалахами зірок можна визначити, де ще у Всесвіті запускали адронні колайдери".

Бозон Гіґґса підтвердив правильність визначеної ­вченими 40 років тому Стандартної моделі будови ­матерії: є "цеглинки" – елементарні ­частинки, і ­власне "клей" – ­бозони Гіґґса, які їх цемен­тують. Якби бозона ­Гіґґса не ­знайшли, вченим довелося б шукати інших ­пояснень будови матеріального світу. Або – ­просто розвести руками, оскільки було б незрозуміло, за рахунок чого ­атоми тримаються купи.

 

Одначе Стандартна модель описує тільки видимий світ, тобто 4% усієї матерії ­Всесвіту. 96% – це так звана темна енергія – незрозуміла субстанція, що заповнює весь простір Всесвіту. У ній "плавають" планети. Про її фізичну природу – як вона влаштована – ­наука поки що нічого не знає.

83-­річний Пітер Гіґґс живе зі своєю дочкою-художницею. Має ще двох синів: програміста і джазового музиканта.

Пояснити поняття "бозон ­Гіґґса" простою мовою науковцю не завжди вдається. Але одного разу в інтерв'ю він зізнався:

– Цей бозон для мене – як поезія. Він втілює красу Всесвіту.

На конференцію 4 липня в Женеві, де оголосили про виявлення бозона, ­фізик ­прийшов зі сльозами на очах: боявся, що не доживе до цієї миті. ­Вирішив, що називати бозон його іменем надто ­гучно, і запропонував простіший варіант "бозон Н" – від Higgs. Поки що його пропозицію не підтримали. ­Однак серед науковців з'явилася ідея: чи не перейменувати задовге "бозон Гіґґса" на коротше "ґіґґсон".

За відкриття бозона ­Пітерові Гіґґсу можуть присудити ­Нобелівську премію.

×