Жизнь после Хиггса

Для чего нужен хиггсовский бозон? Из чего состоит наша Вселенная? Чем суперпространство отличается от обычного пространства? На эти и другие вопросы ответил Алексей Семихатов в ходе лекции, прочитанной 9 сентября 2012 года и опубликованной на сайте Полит.ру.

Хиггсовский бозон нужен как попытка преодолеть то, что воспринималось как кризис в науке, — он примиряет два взаимно противоположных утверждения. Первое — мир вокруг нас симметричен. Да, он симметричен, мы не живем в хаосе. Мы можем выйти из дома и самостоятельно добраться до работы, при этом мы передвигаемся по более или менее предсказуемому миру. Этот мир немного меняется день ото дня, но все-таки мы не встречаем каждый раз, выходя из дома, совершенно новые вещи. Второе — при этом мир несимметричен. Тупая симметрия не имеет никакого содержания, это просто повторение одного и того же. Один бесконечно повторяющийся орнамент не несет в себе никакой информации.

Мир существует благодаря тому, что фермионы терпеть не могут друг друга. А бозоны — это частички, которые переносят взаимодействия. Фотоны, переносящие электромагнитное взаимодействие, совершенно не жалуются на перенаселенность, летят к нам от Солнца. Переносчики слабого взаимодействия называются W-бозоны. Человеческие названия быстро заканчиваются, кто-то когда-то обозначил эти частицы на бумаге как W и Z, так стали и говорить. Какую же проблему решает Хиггс? А вот какую: переносчики взаимодействий, то есть эти бозоны, должны быть безмассовыми, они должны иметь нулевую массу. Но любой экспериментатор скажет вам, что в природе это не так.

Бозон Хиггса выбрал для себя что-то несимметричное в симметричном мире. Часто приводят такую аналогию: представьте себе, что вы сели за большой круглый стол, накрытый на много персон. Перед вами прибор и салфетка, и вы не очень знаете, какую салфетку выбрать — справа от вас или слева, и выбираете, например, справа. После этого человек, сидящий справа от вас, тоже должен выбрать салфетку справа, потому что левая салфетка уже занята. Таким образом, вы немедленно переиначиваете устройство мира этого большого круглого стола, сделав один жест. Первый же севший делает один-единственный выбор, не оставляя другим никаких шансов. Примерно то же делает Хиггс, когда скатывается куда-то в своем потенциале. Имея такой потенциал, поле Хиггса спонтанно выбирает себе какое-то положение. Таким-то образом, не нарушая основы симметрии мира, мы тем не менее можем как бы ее нарушить. Этот выход из положения выражается словами «мягкое нарушение симметрии»; мир остается «в общем симметричным», но частицы делаются массивными.

В рубрике «Лекции» мы выбираем для вас самые интересные лекции авторов ПостНауки, прочитанные ими на различных площадках, и публикуем в привычном формате. Так мы со временем соберем лучшие выступления ученых в одном месте. Чтобы посоветовать нам лекции, пишите postnauka@postnauka.ru.