Физики вплотную приблизились к величайшему открытию за последние 60 лет. Сразу две команды исследователей, работающие независимо друг от друга с Большим адронным коллайдером, вчера сообщили об обнаружении следов бозонов Хиггса, наделяющих массой все вещества во Вселенной
По данным команды Atlas, состоящей из 3 тыс. ученых, увиденные ими «частицы Бога» имеют массу 125 млрд. электронвольт. Они в 125 раз тяжелее протонов (составных частей ядер атомов) и в 500 тыс. раз тяжелее электронов.
Работавшая независимо команда C.M.S., названная по имени используемого ею детектора частиц (Compact Muon Solenoid), также засекла следы бозонов Хиггса массой 124 млрд. электронвольт. Получение схожих результатов исследований на двух отличных друг от друга гигантских детекторах позволит сузить поиски и вселяет уверенность, что вскоре существование бозонов Хиггса удастся научно доказать.
Сейчас обе команды объединяют полученные данные, чтобы определить наиболее эффективный метод дальнейших поисков.
«На данном этапе мы не можем делать какие-либо выводы. Но, учитывая прекрасную производительность, показанную адронным коллайдером в нынешнем году, нам не потребуется много времени для получения недостающих данных. Мы решим эту загадку в 2012 г.»,— сообщил вчера официальный представитель Atlas Фабиола Джианотти.
Согласно выдвинутой в 1964 г. физиком Питером Хиггсом гипотезе, бозон Хиггса сообщает массу частицам, составляющим атомы, из которых, в свою очередь, состоят все вещества во Вселенной: протоны, молекулы и бульдоги с носорогами. Доказательств существования «божественной частицы» недоставало для окончательного признания Стандартной модели — наиболее популярной теории строения нашего мира.
До 1964 г. физики не имели представления, откуда берется масса веществ, без которой все вокруг, включая бульдогов, летало бы со скоростью света. По версии Питера Хиггса, существуют своеобразные поля — входы в нашу Вселенную, состоящие из бозонов Хиггса, проходя сквозь которые, частицы обретают массу.
Большой адронный коллайдер (БАК) стоимостью $8 млрд. был специально построен на границе Швейцарии и Франции для поимки бозона Хиггса. В этом ускорителе заряженных частиц протоны и тяжелые ионы разгонялись по 27-километровому кольцевому туннелю до скоростей. близких к скорости света и соударялись друг с другом.
В течение года две группы ученых изучили более 3 млрд. столкновений разогнанных частиц и лишь в 10 случаях были зарегистрированы следы загадочной частицы. Если верить физикам, то увидеть напрямую бозон Хиггса практически нет шансов, поскольку он живет ничтожно мало.
Также вряд ли удастся засечь Z-бозоны, на которые распадается частица Бога. Но мюоны, на которые распадаются Z-бозоны, уже «видны». По теории, из одного бозона Хиггса получаются два Z-бозона, а из двух Z-бозонов — две пары мюонов. Процесс образования мюонов предположительно и был зафиксирован командами Atlas и C.M.S.
«Весь научный мир возбужден сегодняшним заявлением. Возможно, что обнаруженные каждой из команд всплески — это всего лишь статистические погрешности, колебания на общем фоне, имитирующие распад бозона Хиггса. Но тот факт, что Atlas и C.M.S. независимо друг от друга определили одинаковую массу бозона, увеличивает достоверность полученных результатов»,— отмечает глава кафедры физики элементарных частиц Университета Ливерпуля Фемис Боукок.
Исследователи используют шкалу «сигма» от 1 до 5 для определения точности результатов. Оценки 1 и 2 считаются ненадежными, а 5 позволяет утверждать об официальном открытии, поскольку шанс статистической погрешности меньший, чем один на миллион.
На вчерашней презентации команда Atlas сообщила, что достоверность обнаруженного ею бозона Хиггса составляет 2,3 сигма. Это подразумевает вероятность в 1%, что полученные исследователями сигналы вызваны случайными колебаниями. Поскольку физика — высокоточная наука, кричать «эврика» можно будет после подтверждения итогов эксперимента. После этого физики приступят к изучению свойств бозона Хиггса и проверят их на соответствие существующим теориям.
