Бозон Хиггса

Физик Дмитрий Казаков о симметрии, массе элементарных частиц и поисках бозона Хиггса на коллайдерах

09.06.2012
21 901
Этот материал является частью курса «Структура материи»
Как взаимодействуют элементарные частицы? Кто участвовал в разработке гипотезы о существовании бозона Хиггса? И какие надежды возлагают физики на Большой адронный коллайдер в Женеве? Об этом рассказывает доктор физико-математических наук, специалист по изучению суперсимметрии Дмитрий Казаков.

Существует двенадцать частиц, из которых все состоит, и они все экспериментально обнаружены. Это 6 кварков и 6 лептонов. Эти частицы участвуют во взаимодействиях друг с другом. Известно три типа взаимодействия элементарных частиц: сильное, которое позволяет атомам не разваливаться, а быть стабильными; электромагнитное, посредством которого Солнце передает нам свою энергию; и слабое, которое ответственно за распад и благодаря которому происходит ядерная реакция на Солнце.

При математической формулировке модели возникает понятие «симметрии». Те симметрии, которые диктует нам природа, запрещают элементарным частицам — квартам и лептонам — иметь массу. Возникает такой парадокс: с одной стороны, мы знаем, что частицы имеют массу, а с другой стороны, они не могут иметь массу, если они подчиняются тем законам, которые, как нам кажется, мы уже установили экспериментально.

Как выбраться из этой ловушки? Была придумана очень оригинальная идея. Она состояла в том, что все частицы существуют не просто в вакууме, то есть в пустом пространстве, а в некой среде, и эта среда имеет некую вязкость. И вот частицы, пролетая сквозь среду, за счет этой вязкости взаимодействуют с этой средой, и чем сильнее взаимодействие, тем медленнее она прорывается сквозь эту среду, тем больше у нее масса. То есть масса возникает как результат взаимодействия со средой. Эта среда, конечно, имеет описание, математическое и физическое понятие, но, поскольку мы строим квантовую теорию, считается, что квантовая механика описывает мир элементарных частиц, то есть все частицы — это кванты некоего поля. Стало быть, если есть эта вязкая среда, то это тоже поле, и у поля есть кванты. Эти кванты и есть бозоны Хиггса.

доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник лаборатории теоретической физики ОИЯИ
Узнал сам? Поделись с друзьями!
  • Владимир Горунович

    Извиняюсь за опоздание, был занят. А теперь уточнения:
    • Существование кварков в природе НЕ доказано – нам всюду подсовывают их якобы следы;
    • С таким количеством лептонов в природе спорит полевая теория элементарных частиц;
    • В природе экспериментально установлено существование не трех типов фундаментальных взаимодействий, а двух – электромагнитных (вместо искусственно выделенного электромагнитного взаимодействия) и гравитационного. Слабое взаимодействие выдумано, а ядерные силы сводятся к электромагнитным взаимодействиям. Сильное взаимодействие в природе не существует, поскольку в природе нет глюонов – вымышленных переносчиков взаимодействий, не существующих в природе кварков.
    • Масса элементарных частиц определяется как эквивалент энергии их электромагнитных полей (постоянного электрического, постоянного магнитного и переменного электромагнитного) в полном соответствии с классической электродинамикой и формулой Эйнштейна. Но признать это – значит стать на позиции полевой теории элементарных частиц, что очень тошно. Приходится изворачиваться и сочинять сказки, например, о бозоне Хиггса.

  • асурин заратутрович

    про массу круто… ну типа может там не частицы воще, а опять же пересечение энергий разного рода из иных «физических измерений»?)) при наличии например 10 энергий в нашем мире уже появляется «масса», а если измерений пересекается не достаточное колличество, то по опытам ее нет, типа того :)) так же «частица», как угусток пересеченных энергий, начинает двигаться только при пересечений нескольких дополнительных типов энергии…

  • асурин заратутрович

    ну и так все 4 взаимодействия — просто пересечение форм энергии которые делают из них то что мы наблюдаем :))

  • Nikoloz Bionika

    budistu не устраивает существование материи :D:D

  • Владимир

    Про массу частиц.. идея появилась в 64 году?? Как же. Все физики конца 19 начала 20 века оперировали понятием всемирной среды с определённой вязкостью. Эфир называлась.

    Опубликовано материалов
    03586
    Готовятся к публикации
    +28
    Самое читаемое за неделю
  • 1
    ПостНаука
    12 132
  • 2
    Гасан Гусейнов
    5 957
  • 3
    ПостНаука
    3 323
  • 4
    Михаил Соколов
    2 408
  • 5
    Андрей Цатурян
    2 218
  • 6
    Татьяна Тимофеева
    2 178
  • 7
    ПостНаука
    2 158
  • Новое

  • 3 323
  • 541
  • 2 178
  • 1 305
  • 1 357
  • 2 408
  • 12 132
  • 2 218
  • 2 158