Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Голосование | Топ-лист | Дискуссия Rambler's Top100

TopList Яндекс цитирования

НОВОСТИ
"РУССКОГО ПЕРЕПЛЕТА"

ЛИТЕРАТУРА

Новости русской культуры

Афиша

К читателю

Содержание

Публицистика

"Курск"

Кавказ

Балканы

Проза

Поэзия

Драматургия

Искания и размышления

Критика

Сомнения и споры

Новые книги

У нас в гостях

Издательство

Книжная лавка

Журнальный зал

ОБОЗРЕНИЯ

"Классики и современники"

"Слово о..."

"Тайная история творений"

"Книга писем"

"Кошачий ящик"

"Золотые прииски"

"Сердитые стрелы"

КУЛЬТУРА

Афиша

Новые передвжиники

Фотогалерея

Музыка

"Неизвестные" музеи

Риторика

Русские храмы и монастыри

Видеоархив

ФИЛОСОФИЯ

Современная русская мысль

Искания и размышления

ИСТОРИЯ

История России

История в МГУ

Слово о полку Игореве

Хронология и парахронология

Астрономия и Хронология

Альмагест

Запечатленная Россия

Сталиниана

ФОРУМЫ

Дискуссионный клуб

Научный форум

Форум "Русская идея"

Форум "Курск"

Исторический форум

Детский форум

КЛУБЫ

Пятничные вечера

Клуб любителей творчества Достоевского

Клуб любителей творчества Гайто Газданова

Энциклопедия Андрея Платонова

Мастерская перевода

КОНКУРСЫ

За вклад в русскую культуру публикациями в Интернете

Литературный конкурс

Читательский конкурс

Илья-Премия

ДЕТЯМ

Электронные пампасы

Фантастика

Форум

АРХИВ

Текущий

2003

2002

2001

2000

1999

Фотоархив

Все фотоматериалы


Новости
"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ. Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.

Тип запроса: "И" "Или"

10.07.2017
11:54

Назван лучший способ избавиться от бессонницы

10.07.2017
11:40

Индекс цитируемости "Русского переплёта"

10.07.2017
10:25

Как украинские нацисты убивали Донбасс в годы Великой Отечественной войны

09.07.2017
17:25

Ещё одна очередь к Глазунову

09.07.2017
15:45

Ушедший в грозу...

09.07.2017
14:25

Неизбежность Хиггса

    Об открытии бозона Хиггса объявили на пресс-конференции в ЦЕРНе 4 июля 2012 года. Сам «именинник» — физик Питер Хиггс — тоже участвовал в мероприятии и растроганно заявил, что не ожидал экспериментального подтверждения своей теории при жизни. На следующий же год Хиггс вместе с бельгийцем Франсуа Энглером получил за свое предсказание частицы (в 1964 году) Нобелевскую премию по физике.

    Ради хиггса на Земле

    Самая дорогая за всю историю, самая мощная и самая высокотехнологичная научная установка — Большой адронный коллайдер, впервые запущенный 10 сентября 2008 года, — оказалась прочно связана с поисками, открытием и дальнейшим изучением вожделенного бозона Хиггса. Разумеется, у БАКа есть и другие достижения, но в глазах публики и даже у специалистов они меркнут в свете основной задачи. В сущности, сама ситуация с величайшей и сверхдорогой установкой, созданной специалистами разных стран для поиска лишь одной частицы, не обещавшей немедленных «гор хлеба и бездны могущества», по-своему уникальна.

    Между тем бозон Хиггса своим рождением обязан слишком придирчивым рецензентам. Изначально речь шла о так называемом хиггсовском поле, благодаря которому некоторые частицы (кварки, лептоны) приобретают массу, другие же остаются безмассовыми (фотоны). Хиггс придумал механизм (каким образом все элементарные частицы приобретают массу), носящий теперь его имя, во время горной прогулки в районе Эдинбурга. До него на схожую тему размышляли множество других теоретиков. Когда статья Хиггса поступила в журнал Physical Review Letters, ее отклонили по формальным причинам — из-за отсутствия возможности экспериментальной проверки каких-либо новых предсказанных эффектов. Тогда Хиггс добавил в статью упоминание о существовании одного или нескольких массивных скалярных бозонов, связанных с постулируемым полем (если есть частица, то ее можно обнаружить, то есть экспериментальная проверка становится возможной). Так впервые и возник бозон Хиггса (Higgs boson, или просто хиггс).

    Чтобы понять, что именно придумал Хиггс, необходимо представлять себе суть так называемых калибровочных преобразований, впервые упомянутых еще в позапрошлом веке в работах Хендрика Лоренца (применительно к электромагнитным полям). Требование калибровочной инвариантности (своего рода форма записи законов сохранения — иначе говоря, «симметрий») принадлежит к числу основных положений физики элементарных частиц. Именно через калибровочную инвариантность в так называемой Стандартной модели элементарных частиц описываются электромагнитное, слабое и сильное взаимодействия.

    К досаде теоретиков, после построения теории единого электрослабого взаимодействия выяснилось, что электрослабая симметрия в реальности должна нарушаться, причем спонтанным образом, при достаточно низких энергиях. Параллельно с этим все понимали, что есть еще и проблема с массой частиц (которой просто неоткуда было взяться в первых вариантах Стандартной модели). Механизм, предложенный Хиггсом (и независимо от него рядом других авторов), позволял при объединении двух проблем получить одно общее элегантное решение: спонтанное нарушение электрослабой симметрии осуществлялось через введение нового скалярного поля, придающего массивным частицам их массы.

    Электромагнитное и гравитационное поля в пустом пространстве, конечно, отсутствуют, а вот поле Хиггса присутствует везде — оно обладает ненулевым средним значением по всей Вселенной, как бы «пронизывает» всё и вся, присутствует «само по себе», неотделимо от пустого пространства. Эта парадоксальная на первый взгляд ситуация приводит к тому, что в результате взаимодействия с таким вездесущим полем частицы приобретают свою инертную массу (как бы вязнут в сиропе — только в отличие от привычного сиропа поле не тормозит те частицы, что движутся равномерно по инерции, «цепляясь» лишь к тем, кто меняет траекторию). Полю Хиггса должна соответствовать по меньшей мере одна частица-посредник, квант этого поля, собственно это и есть бозон Хиггса (ну или можно считать ее мельчайшей, самой слабой волной поля Хиггса). В расширенных моделях спонтанного нарушения симметрии может возникать и большее число хиггсовских бозонов разной массы, однако до сих пор эксперименты на Большом адронном коллайдере ничего подобного не выявили, и т.н. Новой физики так и не обнаружено.

    К сожалению, теоретически предсказать точные массы бозонов Хиггса, как нейтральных, так и заряженных, не получалось. Можно лишь предсказать ряд их свойств, особенности взаимодействия с другими частицами и вероятность рождений и распадов в тех или иных взаимодействиях.

    На хиггса надейся

    Накануне запуска БАКа было ясно, что если мистическая частица действительно существует, то она должна иметь массу между 114 и 211 ГэВ, так как более низкие энергии уже были «прощупаны». В 2000 году одна из групп ЦЕРНа, работающая на детекторе ALEPH при предшественнике БАКа — Большом электрон-позитронном коллайдере (LEP — Large Electron Positron Collider,) заявила о том, что удалось зафиксировать распад хиггса массой 114 ГэВ, притормозив тем самым запуск БАКа. Однако потом исследователи сами усомнились в своих результатах. LEP функционировал в течение 11 лет (с 13 ноября 1989 года по 2 ноября 2000 года), затем в выстроенном для него 27-километровом туннеле начали монтировать собственно БАК — то есть LHC (Large Hadron Collider).

    До строительства БАКа эстафету пытался перехватить американский протон-антипротонный ускоритель «Тэватрон» (Tevatron), принадлежавший Национальной лаборатории высокоэнергетических исследований имени Энрико Ферми (Fermilab), однако единственное, на что он претендовал после реконструкции к 2009 году, — это проверить всё тот же диапазон до 115 ГэВ, уже освоенный женевским LEP. Лишь БАК был задуман достаточно мощным для того, чтобы изучить оставшуюся часть возможных значений масс частицы вплоть до 211 ГэВ и вывести окончательный вердикт о существовании или несуществовании загадочной частицы. Ситуация складывалась достаточно драматично, ведь речь шла фактически о всей конструкции Стандартной модели.

    Хиггс с нами

    10 сентября 2008 года коллайдер торжественно открыли, однако он успел проработать лишь 9 дней, затем встал на серьезный ремонт, который обошелся налогоплательщикам в дополнительные десятки миллионов евро. До столкновений встречных пучков протонов дело тогда не дошло. Пришлось заняться заменой полусотни вышедших из строя сверхпроводящих магнитов, обеспечивающих разгон заряженных частиц. Несмотря на то что никаких открытий женевский коллайдер (по вполне понятным причинам) тогда не принес, журнал Time, составлявший список важнейших научных достижений 2008 года, поставил БАК на одно из первых мест. А журнал Nature присвоил руководителю проекта звание ньюсмейкера года.

    Большой интерес общественности к суперколлайдеру привлекли сомнительные теории, согласно которым получаемая в ходе экспериментов сверхплотная материя может коллапсировать в черную дыру и поглотить всю планету.

    Вообще-то в природе постоянно происходит столкновение частиц с такими же или еще большими энергиями. Землю то и дело бомбардируют частицы и ядра, энергия которых превосходит возможности какого-либо рукотворного ускорителя. Однако, по мнению сторонников «аномальщины», сверхплотные сгустки вещества, летающие по космосу, без особого вреда «прошивают» нашу планету насквозь и летят себе дальше, а в сталкивающихся пучках в коллайдере рождаются медленно движущиеся сгустки, способные опуститься к центру земного шара и там начать разрушительную деятельность. Обсуждалась также угроза возникновения так называемых страпелек, состоящих из странной материи, странных кварков, гипотетически способных преобразовать в страпельки всю материю Вселенной.

    Итак, катастрофы не случилось и в черную дыру нас всех не засосало, а хиггс всё же был открыт. Постепенно при накоплении статистики начальные расхождения в его массе между коллаборациями CMS и ATLAS утратили актуальность, согласие установилось на отметке 125 ГэВ. Дальнейшее изучение частицы подтвердило все предсказания — нулевой спин частицы и положительную четность (0+). Частица оказалась истинным скаляром, прочие варианты исключили, ученые уже практически убеждены, что на БАКе открыли действительно бозон Хиггса.

    Не хиггсом единым

    Другие, так называемые неминимальные хиггсовские механизмы продолжают обсуждаться, но необходимо дальнейшее накопление статистики и тщательные измерения. Единственный неизвестный параметр, который оставался в рамках Стандартной модели, — собственно масса хиггса — теперь известен, так что можно провести расчеты и сопоставить их с реальностью в поисках отклонений и Новой физики. В любом случае Стандартная модель не может считаться окончательной теорией, так как неполна (не объясняет темную материю и темную энергию, не включает в себя гравитацию). Должна возникнуть более общая теория, намеки на которую может дать БАК. Поиски таких «намеков» следует вести в редких распадах мезонов (с вероятностью меньше тысячной). К сожалению (а было бы очень заманчиво существенно уточнить Стандартную модель), пока не удается доказать наличие «суперсимметрии» (как, впрочем, и опровергнуть ее окончательно). В рамках этой модели каждой частице в природе сопоставлен супертяжелый партнер, некая «суперчастица» (для фотона — фотино, для кварка — скварк, для хиггса — хиггсино и т. п.).

    Еще одна важная задача — уточнения свойств топ-кварков. 14 июля 2015 года коллаборацией LHCb (при еще одном крупном детекторе на БАКе) было объявлено об открытии пентакварков(частиц, составленных сразу из пяти кварков).

    До 2018 года БАК продолжит набор статистики на 13−14 ТэВ, потом остановится на два года для модернизации. В 2021—2023 годы планируется очередной набор на энергии 14 ТэВ, после этого опять значительная модернизация в течение 2,5 лет коллайдера и детекторов. С учетом всех модернизаций БАК может таким образом проработать до 2034 года, однако в ЦЕРНе уже обсуждают строительство нового, более совершенного коллайдера периметром до 100 км (проект получил название FCC — Future Circular Collider). Его энергию предполагается поднять до невероятных 100 ТэВ.

    Треки частиц после одного из первых столкновений ионов свинца, полученные на детекторе ALICE. Изображение: Pcharito / Wikimedia Commons / CC BY-SA 3.0

    По информации http://nauchkor.ru/media/neizbezhnost-higgsa-595ef18e5f1be73f27c37c6c

    Обозрение "Terra & Comp".

Выскажите свое мнение на:

09.07.2017
14:19

За прошедший год россияне стали больше интересоваться наукой

09.07.2017
14:17

Будущее, которое вам не понравится: пять вероятных сценариев

08.07.2017
11:40

Стыдно. Неафишируемые откровения киевлян

08.07.2017
10:39

"ЧТО-ТО ЩЁЛКНУЛО..." - новое в обозрении Маркса Тартаковского

07.07.2017
19:58

Первую клонированную ГМО-собаку вывели в Китае

07.07.2017
19:55

Доказана польза шоколада для мозга человека

07.07.2017
16:56

В рукописи VI века нашли рецепты Гиппократа

07.07.2017
16:52

Маск предупредил о надвигающейся на человечество катастрофе

07.07.2017
16:48

НАСА показало «голову динозавра» на Марсе

07.07.2017
16:45

Доказана невозможность существования жизни на Марсе

07.07.2017
16:42

Россия отменила выход в открытый космос с МКС

07.07.2017
16:40

Фотограф снял Юпитер на Game Boy

07.07.2017
16:34

Обыденные предметы из нашей фантастической реальности — изобретения будущего

07.07.2017
16:24

Самый «острый и точный» лазер в мире, который не с чем сравнить

<< 851|852|853|854|855|856|857|858|859|860 >>

НАУКА

Новости

Научный форум

Почему молчит Вселенная?

Парниковая катастрофа

Хронология и парахронология

История и астрономия

Альмагест

Наука и культура

2000-2002
Научно-популярный журнал Урания в русском переплете
(1999-200)

Космические новости

Энциклопедия космонавтика

Энциклопедия "Естествознание"

Журнальный зал

Физматлит

News of Russian Science and Technology

Научные семинары

НАУЧНЫЕ ОБОЗРЕНИЯ

"Физические явления на небесах"

"TERRA & Comp"

"Неизбежность странного микромира"

"Биология и жизнь"

ОБРАЗОВАНИЕ

Открытое письмо министру образования

Антиреформа

Соросовский образовательный журнал

Биология

Науки о Земле

Математика и Механика

Технология

Физика

Химия

Русская литература

Научная лаборатория школьников

КОНКУРСЫ

Лучшие молодые
ученые России

Для молодых биологов

БИБЛИОТЕКИ

Библиотека Хроноса

Научпоп

РАДИО

Читают и поют авторы РП

ОТДЫХ

Музеи

Игры

Песни русского застолья

Народное

Смешное

О НАС

Редколлегия

Авторам

О журнале

Как читать журнал

Пишут о нас

Тираж

РЕСУРСЫ

Поиск

Проекты

Посещаемость

Журналы

Русские писатели и поэты

Избранное

Библиотеки

Фотоархив

ИНТЕРНЕТ

Топ-лист "Русского переплета"

Баннерная сеть

Наши баннеры

НОВОСТИ

Все

Новости русской культуры

Новости науки

Космические новости

Афиша

The best of Russian Science and Technology

 

 


Если Вы хотите стать нашим корреспондентом напишите lipunov@sai.msu.ru

 

Редколлегия | О журнале | Авторам | Архив | Ссылки | Статистика | Дискуссия

Галерея "Новые Передвижники"
Пишите

© 1999, 2000 "Русский переплет"
Дизайн - Алексей Комаров

Русский Переплет
Rambler's Top100 TopList