Хигс бозонът стана на годинка

Така завърши половинвековното търсене на последния съставен елемент на основната физична теория – Стандартния модел, частицата, отговаряща за масата на всички останали елементарни частици.

Но откритията още не са приключили. Сп. New Scientist представя подборка на оставащите секрети на "Божествената частица", съобщава РИА Новости, предаде inews.bg.

Какъв бозон откриха учените?

Защо Хигс бозонът е толкова лек?

Какво още може да разкаже Големият адронен колайдер за Хигс бозона?

Колко Хигс бозона съществуват?

Къде е най-добре да се "произвежда" Хигс бозонът?

Но това ще струва милиарди, затова Нобеловият лауреат Карло Рубия предлага да се построи "евтина" фабрика за Хигс бозони – ускорител, където ще се сблъскват мюони и антимюони.

Хигс бозонът отбелязва първия си рожден ден – точно преди година, на 4 юли 2012-а, след тригодишни експерименти на Големия адронен колайдер, физиците от ЦЕРН обявиха откриването на "частица, по параметри много подобна на Хигс бозона".

Веднага след откриването на новата частица учените избягваха да я наричат Хигс бозон, предпочитайки израза "хигсоподобен бозон" или "бозон, напомнящ Хигс бозон". До този момент учените нямаха яснота доколко откритата от тях частица съответства на предсказанията на Стандартния модел.

Много физици се надяваха, че новата частица ще се окаже с неочаквани свойства – това би означавало, че Стандартният модел в нещо е неверен, а значи би се открила възможност за разширяване на тази теория, която сега не описва например гравитацията и тъмната материя.

Към март 2013 г. физиците са получили достатъчно данни за частицата, за да обявят официално: "Да, това е бозонът на Хигс." Но това не значи, че изненадите са приключили. Например учените все още не могат да кажат кой от множеството теоретично предсказани варианти на Хигсовия механизъм (а значи и на частиците на Хигс) съществува в реалността. Освен това още е неясно например защо при разпада на Хигс се раждат повече фотони, отколкото е предсказано в теорията.

Когато новата частица беше открита, учените установиха, че нейната маса е 125 гигаелектронволта. Това било неочаквано малко. Ако това значение заедно с масите на други частици се "постави" в Стандартния модел, нашата Вселена ще се окаже нестабилна. И тъй като нашият свят съществува, следователно е необходимо да търсим нови частици, които го стабилизират.

"Ако масата на Хигс бозона беше в интервала от 135 до 140 гигаелектронволта, то Вселената би била стабилна и това би поставило големи проблеми пред физиците – те нямаше да знаят накъде да се движат напред", казва Оливър Бухмюлър от лондонския Императорски колеж, участник в колаборацията CMS.

Каквото още не са успели да направят физиците, ще им се наложи да го правят без най-големия ускорител на частици, който ще си почива в близките няколко години. Големият адронен колайдер преминава стадий на обновление и подготовка за работа на по-висока енергия – до 7 тераелектронволта на лъч. "Ъпгрейднатият" колайдер, както смятат учените, ще им позволи да открият следи от допълнителни измерения или да открият тъмна материя.

Модернизацията ще позволи дори значително да се увеличи "производството" на Хигс бозони – те ще се раждат два пъти повече, а значи физиците ще могат детайлно да изследват свойствата на частицата. Хигс бозонът има нулев спин, а значи неговото изследване ще помогне на учените да изследват полета с нулев спин и може би да разберат природата на тъмната енергия.

Големият адронен колайдер след обновлението ще може и да изясни има ли си Хигс бозонът "братя" или "сестри". "Никой няма да се учуди, ако се окаже, че в природата съществува втори тип Хигс бозон", казва Мат Страслър от американския университет Рутгерс.

Той отбелязва, че един от начините за "размножаване" на Хигс се съдържа в рамките на едно от разширенията на Стандартния модел – теорията на суперсиметрията, която предсказва съществуването на минимум пет типа Хигс. Макар че засега няма признаци за потвърждение на справедливостта на теорията на суперсиметрията, учените се надяват, че колайдерът може да ги види след ъпгрейда.

Когато откриха Хигс бозона, учените започнаха да говорят за това как трябва да изглежда следващата голяма фабрика за частици. В Големия адронен колайдер се сблъскват протони, но това е "мръсен" метод: при сблъсъка на частици, състоящи се от кварки, се образуват огромно количество нови частици, "боклук", който затруднява изследването на свойствата на Хигс.

Сблъсъкът на електрони с техните античастици – позитроните, е значително "по-чист", затова за по-нататъшния анализ на свойствата на Хигс бозона ще бъде използван строящият се Международен линеен колайдер, където ще се сблъскват именно тези частици.