Събития18 декември 2011

Съществува ли Хигс бозон извън ускорителите?

Ако частицата насища всички останали с маса, защо не я засичаме в природата?

Физиците от Големият адронен колайдер, ускорителя на частици в Швейцария, в който напоследък са вперени всички погледи, обявиха, че са близо до установяването на онази неуловима елементарна частица, наречена Хигс бозон. Само въпрос на време е да имаме така наречената „частица на Бог" в ръцете си, убедени са учените. Но след всички тези години на блъскане на глави, а след това и на частици в ускорителя, един въпрос става все по-належащ: Необходимо ли е да строим 27-километров тунел и да чакаме с години, за да засечем евентуално тази така мистериозна Хигс частица? Щом от нейното пораждане зависи всичко във Вселената, няма ли по-лесен начин, не можем ли да я срещнем в природата?

Този въпрос са си задавали мнозина учени.

Джон Гъниън, един от авторите на книгата „Пътеводител за ловеца на Хигс" (1990) и професор по физика в Калифорнийския университет, обяснява, че Хигс бозонът се появява постоянно някъде из Вселената. Това са така наречените квантови флуктуации – моментни изблици на енергия от нищото, които могат да се случват според правилата на квантовата механика. При квантовата флуктуация двойки частици се пораждат спонтанно във вакуума и моментално се унищожават една друга. Но с колко време разполага един ловец на Хигс бозон преди частицата да бъде унищожена? - „По- малко от 1 трилионна част от 1 трилионна от секундата", казва Гъниън.

Съавторът на книгата, Гордън Кейн, професор по физика от Мичиганския университет допълва, че квантовата флуктуация е често явление, но изключително рядко на едно и също място. „Съвкупността за цялата Вселена го прави чест феномен, но никога няма как да знаем къде се случва, за да сме там навреме. Това е като дърво, което пада в гората някъде по света", обяснява физикът.

Встрани от това има още събития, които могат да породят „частицата на Бога". Например черните дупки създават Хигс бозони заедно с още безброй неща. Ако можехме хипотетично да поставим детектор на изхода на черната дупка, естествено бихме засекли пораждането на тази частица. Но, разбира се, детекторът ни със сигурност ще бъде погълнат от дупката на секундата.

Суперновата, или експлозията на умираща звезда, произвежда много частици, които се движат достатъчно бързо, за да създадат Хигс бозон при сблъсъка си (точно този процес всъщност имитират учените в ускорителя, сблъсък на частици, които да породят „частицата на Бога"). Но този начин е еднакво коварен, както и черната дупка. Нашият хипотетичен детектор би трябвало да се озове на точното място до суперновата в конкретно точно време, за да засече Хигс частицата, преди да бъде унищожена. И дори това по някаква фантастична вероятност да се осъществи, естествено, секунди по-късно детекторът ще бъде унищожен от звездната експлозия.

Последният и вероятно най-сериозен въпрос относно наличието на Хигс бозон в пространството е и всъщност неговата най-съществена характеристика, заради която привлича така силно вниманието на учените. Ако това е частицата, която насища всички други частици с тяхната маса, защо тя не съществува навсякъде едновременно? И ако няма Хигс частици в мен, например, защо не тежа нула килограма?

„Това е много сложен въпрос", обяснява един от ловците на божията частица Крейг Блокър. „Това е свързано с квантовата механика, според която всички частици съответстват на полета. Например, фотоните (частиците светлина) отговарят на електромагнитните полета, а Хигс частиците отговарят на Хигс полетата. Всяка частица има свое собствено поле и повечето полета са навсякъде едновременно. Но ни трябва много енергия, за да активираме полетата и да видим техните частици. Иначе не можем да разберем, че полето е тук."

Квантовите флуктуации, черните дупки и суперновите имат необходимата енергия да накарат Хигс полето да изглежда като Хигс частица. Но тъй като тези феномени са недостъпни за нас, хората, изглежда, че Големият адроден ускорител остава най-добрият ни шанс да срещнем частицата на Бога. Продължаваме да чакаме.

Източник: lifeslittlemysteries