Кирилл Половников, к.ф.-м.н., старший преподаватель ФТИ ТПУ:

– 4 июля физики Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН) заявили об открытии новой частицы – бозона Хиггса.

Новость эта чрезвычайно значима для физиков-теоретиков. Дело в том, что бозон является частью Стандартной модели – главной теории физики частиц. Эта теория основывается на небольшом количестве постулатов и позволяет теоретически описать строение материи, а также предсказывать свойства большого количества процессов, происходящих в мире элементарных частиц. Практически все эти предсказания подтверждаются экспериментом, причем с очень высокой точностью.

Бозон Хиггса – последний недостающий элемент современной теории элементарных частиц. Ведь до сих пор не было проверено на опыте одно очень важное явление Стандартной модели – хиггсовский механизм нарушения электрослабой симметрии. Именно он объясняет наличие у элементарных частиц инерционной массы. Считается, что хиггсовские поля возникли спустя мгновения после Большого взрыва и теперь заполняют всю Вселенную и влияют на процессы взаимодействия элементарных частиц. Проверка механизма Хиггса и поиск ответственной за него элементарной частицы (бозона Хиггса) – одна из центральных задач большого адронного коллайдера.

Дело в том, что без него для описания природы на самом фундаментальном уровне придется применить намного более экзотическую теорию, чем Стандартная модель с обычным хиггсовским механизмом. Физики предпринимали множество попыток построения бесхиггсовских моделей, но все предложенные теории были очень сложными, громоздкими, спекулятивными и требовали введения большого количества новых частиц, взаимодействий и т.д.

Надо понимать, что хиггсовский механизм не объясняет всего на свете, он лишь завершает Стандартную модель, делая ее теорией, пригодной для вычислений. Однако при попытке провести вычисления процессов микромира, проходящих при очень больших энергиях, в Стандартной модели возникают проблемы. Они указывают на тот факт, что Стандартная модель неполна и является лишь «приблизительной» теорией, хорошо работающей при низких энергиях (много меньше 1 ТэВ).

Для описания процессов, проходящих при высоких энергиях (например, столкновение частиц, движущихся со скоростями, близкими к скорости света), вместо Стандартной модели необходима какая-то новая, более глубокая и еще не построенная теория, в которой эти проблемы уже не возникнут. Поэтому главная задача большого адронного коллайдера – попытаться хоть краешком глаза увидеть проявления этой теории, чтобы понять, куда физикам двигаться дальше. Большинство исследователей уверены, что этого можно достичь именно через изучение бозона Хиггса.