|
Бозон Хиггса может изменить судьбу Вселенной
|
|
|
|
4 июля 2012 года исследователи Большого адронного коллайдера (БАК) в Швейцарии с большой помпой объявили, что им удалось успешно обнаружить бозон Хиггса - проявление механизма, который придает некоторым элементарным частицам массу. Это открытие стало триумфом как экспериментального мастерства, необходимого для окончательного обнаружения частицы, так и теоретической проницательности тех, кто предсказал ее существование, что было отмечено Нобелевской премией по физике за 2013 год.
|
|
|
|
Исследователи из Университета Брауна сыграли ключевую роль в достижении обеих целей. Экспериментаторы, в том числе Дэвид Каттс, Ульрих Хайнц, Грег Ландсберг и покойный Минакши Нарайн, внесли ключевой вклад в эксперимент с компактным мюонным соленоидом (CMS) на БАК, которому приписывают это открытие. Несколькими годами ранее покойный Джеральд Гуральник был частью группы, которая сделала теоретическое предсказание этой частицы, которое, по мнению многих ученых, является наиболее полным описанием механизма Хиггса.
|
|
|
|
Хиггс был последним недостающим элементом в стандартной модели физики элементарных частиц — теории, описывающей основные строительные блоки Вселенной. Но его открытие ни в коем случае не стало конечной целью для физики элементарных частиц. Фундаментальные вопросы о самом Хиггсе остаются без ответа.
|
|
|
|
В конце октября физики со всего мира собрались в Брауне на ежегодную конференцию по Хиггсу, чтобы обсудить эти и другие вопросы. В этом году конференция, впервые проведенная в Брауне, была организована Гаэтано Бароне и Лукасом Гоускосом, доцентами Брауна и частью группы начинающих экспериментаторов с частицами, в которую входят доценты Мэтт Леблан и Дженнифер Ролофф.
|
|
|
|
|
|
|
Гоускос рассказал о конференции в интервью.
|
|
|
|
Не могли бы вы рассказать нам немного о бозоне Хиггса и его значении?
|
|
|
|
Это частица, которую мы обнаружили более десяти лет назад, и она была очень трудноуловимой. Мы вели ее тщательные поиски около 50 лет. Это частица, связанная с полем Хиггса, которое пронизывает Вселенную. Взаимодействие с этим полем определяет массу кварков и заряженных лептонов — строительных блоков материи, а также переносчиков массивных взаимодействий. Таким образом, это фундаментально для всего, что мы знаем о Вселенной.
|
|
|
|
Теперь, когда это найдено, какие еще вопросы остаются открытыми?
|
|
|
|
Открытие частицы не стало концом истории, как многие могут подумать. На самом деле это открыло совершенно новую главу в исследованиях. Мы хотим понять, насколько сильно он взаимодействует с другими частицами, а также с самим собой, взаимодействует ли он с частицами, выходящими за рамки предсказаний Стандартной модели, и не только. Любое отклонение от предсказаний стандартной модели может указывать на появление новых частиц или взаимодействий. Некоторые связи Хиггса все еще известны только на уровне 10% или даже меньше. Другие гораздо слабее ограничены или еще не установлены. Так что есть чему поучиться.
|
|
|
|
Понимание этих взаимодействий связано с некоторыми из самых глубоких вопросов о Вселенной. Например, точные измерения того, как Хиггс взаимодействует с другими частицами и с самим собой, могут объяснить, почему материя доминирует над антиматерией, а значит, и то, почему мы существуем. Это также могло бы дать ключ к пониманию природы частиц темной материи.
|
|
|
|
Мы также хотим понять потенциал Хиггса — энергетический ландшафт поля Хиггса, из которого образуется частица. Теперь, когда мы открыли эту частицу, мы знаем, каков минимум потенциала Хиггса, но мы не знаем, является ли это универсальным минимумом или же это действительно может привести к квантовому туннелированию в состояние с более низкой энергией. Если бы это произошло, это полностью изменило бы судьбу Вселенной. Но нам не стоит беспокоиться (пока). Текущие данные указывают на то, что продолжительность жизни значительно превышает возраст Вселенной.
|
|
|
|
Не могли бы вы рассказать нам подробнее о конференции и о том, как на ней будут рассмотрены некоторые из этих вопросов?
|
|
|
|
Это самая престижная конференция, посвященная бозону Хиггса. В этом году в ней примут участие около 130 человек. Мы начали с пленарного обзора текущего состояния дел — о чем говорят нам сегодня эксперименты и теория на БАКЕ, — а затем перешли к обсуждению того, что делать дальше. Основная тема - "инструменты для повышения точности", под которыми мы подразумеваем детекторы, которые мы используем сейчас и планируем использовать в будущем, а также алгоритмы, методы анализа и искусственного интеллекта, которые преобразуют данные в измерения.
|
|
|
|
В ближайшем будущем мы составим планы для БАК и его следующего, более интенсивного этапа. Заглядывая дальше, мы обсудим следующий многомиллиардный проект создания коллайдера - как он будет выглядеть, зачем он нужен и насколько это может продвинуть наше понимание Хиггса.
|
|
|
|
Что значит для Брауна проведение этой конференции?
|
|
|
|
Я надеюсь, что это еще более четко обозначит Брауна как центральную точку в физике Хиггса и элементарных частиц в целом. Более того, я верю, что эта конференция вызовет интерес и внимание со стороны других дисциплин здесь, в Брауне, например, инженерии и компьютерных наук. Существует множество связей между методами, которые мы используем, и теми, которые используются в этих дисциплинах.
|
|
|
|
Это также здорово для наших студентов, которые знакомятся со многими людьми и понимают, насколько важно то, чем мы здесь занимаемся, а также что нужно для того, чтобы стать успешным ученым. Это действительно прекрасная возможность.
|
|
|
|
Источник
|
