Кафедра
Инженерных дисциплин
 
Краснодонский факультет инженерии и менеджмента
Восточноукраинского национального университета
имени Владимира Даля
Вт, 24.10.2017, 09:47
Приветствую Вас Гость | RSS
Меню сайта

Форма входа

Категории раздела
Новости Факультета!!! [141]
Новости нашего региона [484]
Новости науки и техники [1126]
IT- новости [845]
Авто-новости [96]
Сообщения об интересных событиях [413]
Зарубежные новости [203]
Новости материаловедения [71]
Водород [27]
Сведения о влиянии водорода. Водородная энергетика.
Здоровье [125]
Новости образования [48]
Новости университета [43]
Новости Украины [70]
Разное [318]
Триботехника [1]
Компьютерные игры [42]
Программирование [9]
Подготовка к поступлению [162]

Поиск

Главная » 2012 » Июль » 10 » «Пришествие» частицы Бога: долгие годы ожиданий, бурные овации открытия и перспективы дальнейших исследований
09:11
«Пришествие» частицы Бога: долгие годы ожиданий, бурные овации открытия и перспективы дальнейших исследований

«Пришествие» частицы Бога: долгие годы ожиданий, бурные овации открытия и перспективы дальнейших исследований

В среду, 4 июля 2012 года в Европейском центре ядерных исследований на долгожданном семинаре было объявлено об открытии новой фундаментальной частицы – бозона, претендующего на роль хиггсовской частицы. «Эта частица очень похожа по своим свойствам на бозон Хиггса, но по некоторым параметрам она не совсем точно соответствует ожидаемому… Это может быть не частица Хиггса Стандартной модели, а похожая на нее частица», – заявил официальный представитель коллаборации CMS Джо Инкандела.

Физики Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН) утром в среду подвели итоги полувековых поисков бозона Хиггса, сообщив о новых результатах, полученных на Большом адронном коллайдере. Но преждем чем говорить о результатах исследований поясним кратко на пальцах суть проблемы.

О физике элементарных частиц на пальцах

Рассказать о том, что нельзя не то чтобы увидеть невооруженным взглядом, но даже представить себе, – немыслимо трудно. Здесь не обойтись без всяких аналогий и упрощений. И тем не менее, основную идею можно изложить так.

Если в химии есть своя система, которая называется Периодической и приоритет открытия которой принадлежит Д.И.Менделееву, то в физике элементарных частиц есть своя Стандартная модель, которая описывает весь мир элементарных частиц и их взаимодействий, которых насчитывается три:

  • электромагнитное,
  • сильное и
  • слабое.

Стандартная модель всем хороша и многократно экспериментально подтверждена. Но одна заминка не давала покоя ученым: получалось, что у квантов слабого взаимодействия масса есть, а у квантов электромагнитного взаимодействия – нет. И вот, в 1964 году британец Питер Хиггс предположил существование особого поля, которое присутствует во всей Вселенной. Это поле не оказывает влияния на электромагнитные волны: свет, радио, гамма-излучение – поскольку никак не взаимодействует с ними. В свою очередь, другие частицы тормозятся в этом поле, причем при ускорении частиц его противодействие возрастает.

Данный процесс можно проиллюстрировать с помощью пенопластовых упаковочных «червячков». Если их рассыпать на гладком полу, и подуть из пылесоса, они легко разлетятся в разных направлениях. Но стоит вылить на пол воду – и характер их движения изменится.

Согласно принципам Стандартной модели, в момент рождения Вселенной после Большого взрыва частицы приобрели массу под действием Хиггсовского поля, сформированного бозонами Хиггса. Без этого поля не могло бы произойти образование атомов, а частицы, не имеющие массу, просто разлетелись бы по космическому пространству. Согласно теории, неуловимые бозоны Хиггса существуют везде. Через поле Хиггса, заполняющее пространство Вселенной, проходят абсолютно все частицы, из которых строятся атомы, молекулы, ткани и целые живые организмы.

Элементарной частицей этого всепроникающего поля и должен быть этот самый бозон Хиггса. Если он найден, то это означает, что Стандартная модель, в общем, верна и из разряда гипотетических теорий переходит в разряд теорий, строго обоснованных экспериментально.

И никаких «странных Вселенных», параллельных миров и прочих удивительных вещей ожидать, в общем-то, не приходится.

Но с другой стороны – именно благодаря ей Вселенная столь надежна, что позволяет в ней образоваться жизни, в том числе разумной.

Очевидно, похожие соображения подтолкнули редакторов, готовивших к выпуску книгу нобелевского лауреата Леона Ледермана «The God Particle: If the Universe Is the Answer, What Is the Question?». Считается, что автор хотел из-за ее неуловимости назвать частицу «проклятой» – goddamn , но в итоге выбрали версию «the God particle» – то есть «частица бога» – именно потому, что наличие такой частицы и определяет облик нашей Вселенной.

История поисков бозона Хиггса

Бозон Хиггса – последний недостающий элемент современной теории элементарных частиц, так называемой Стандартной модели, объединяющей все виды взаимодействий, кроме гравитационного – сильное (связывающее кварки в протонах и нейтронах), слабое (взаимодействие между электронами и нейтрино) и электромагнитное.

О факте существования бозона Хиггса, который отвечает за массу элементарных частиц, впервые высказал предположение английский физик Питер Хиггс в 1960-е годы.

Сегодня, Питер Хиггс – почетный профессор Эдинбургского университета. 48 лет назад он и ввел понятие бозон – основной кирпичик в строительстве Вселенной, который и отвечает за ее массу. Произошло это во время горной прогулки в районе Эдинбурга. Вернувшись в лабораторию, Хиггс заявил, что у него возникла «грандиозная идея», которую нужно доказать. Большого адронного коллаэдера тогда не было. Ученый ждал, когда появится практическая возможность обнаружить «теоретическую частицу». То есть ждал, когда будет доказана состоятельность его теории.

640040312_0.jpg Рис. 1. Устройство материи согласно Стандартной модели.

Обнаружить бозон Хиггса до настоящего момента не удавалось, хотя этим занимались и продолжают заниматься ученые многих стран.

Если бозон Хиггса не был бы обнаружен, то это доказало бы ограниченность Стандартной модели. В результате возникнет необходимость поиска альтернативной теории происхождения массы в соответствии с так называемой новой физикой.

Теория не позволяет точно установить массу бозона, поэтому для его обнаружения ученые прибегли к методу эксперимента. Массы частиц физики измеряют в единицах энергии – электронвольтах. Значение массы в 100 гигаэлектронвольт (ГэВ) примерно в 107 раз больше массы протона.

Согласно теоретическим предсказаниям, бозон Хиггса распадается сразу же после рождения на разные частицы. Одним из способов («каналов») такого распада может быть распад на два Z-бозона, четыре лептона (электрона или мюона), на два гамма-кванта. Поэтому в экспериментах регистрируются частицы – продукты распада бозона Хиггса, и уже по ним восстанавливается картина того, что произошло.

Первые серьезные попытки отловить бозон Хиггса были предприняты на рубеже ХХ и ХХI веков на Большом электронно-позитронном коллайдере (Large Electron-Positron Collider, LEP) в Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН).

В результате многочисленных экспериментов на ускорителе LEP был установлен нижний порог массы бозона Хиггса – 114,4 гигаэлектронвольт. Эксперименты LEP были завершены в 2001 году.

Следующие циклы поисков проводили на коллайдере Теватрон (Tevatron), построенном в 1983 году в Лаборатории имени Ферми (Fermilab), в штате Иллинойс, США. Энергия столкновений в нем составляла около 2 тераэлектронвольт.

В 2004 году экспериментальным методом на Теватроне была установлена верхняя граница массы частицы Хиггса – 251 гигаэлектронвольт, а нижняя – 114 гигаэлектронвольт. В ноябре 2011 года цифры были скорректированы: 141 и 115 гигаэлектронвольт соответственно.

Окончательные результаты Теватрона, завершившего свою работу осенью 2011 года, показали, что масса бозона Хиггса находится в интервале от 115 до 135 гигаэлектронвольт.

Ученые рассчитывали, что найти частицу (или убедиться в том, что ее не существует) позволят эксперименты на Большом адронном коллайдере (Large Hadron Collider – LHC), созданном учеными из многих стран на площадке ЦЕРН в пригороде Женевы (Швейцария). Он является самым большим в истории ускорителем элементарных частиц и предназначен для получения принципиально новых данных о природе материи и фундаментальных физических законах.

Одной из главных целей экспериментов на Большом адронном коллайдере (БАК) – поиск свидетельств существования бозона Хиггса.

На этом ускорителе ученые сталкивают разогнанные до околосветовой скорости протоны, а затем следят за результатами – частицами и излучением, которые порождает столкновения.

357031035_0.jpg Рис. 2. Принцип работы Большого адронного коллайдера.

Ливни частиц и излучение, возникающие при столкновениях, фиксируют четыре специализированных детектора – два крупных (ATLAS и CMS) и два средних (ALICE и LHCb), которые расположены в точках пересечения пучков.

Чем выше энергия протонов, тем больше шансов обнаружить следы интересных для физиков процессов, в частности, рождения бозона Хиггса. На Большом адронном коллайдере поисками бозона Хиггса независимо друг от друга занимаются две группы учёных, работающих на детекторах ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS) и CMS (Compact Muon Solenoid).

В 2010 году первыми положительными результатами работы коллайдера стало рождение четырех неустойчивых элементарных частиц – мюонов (неустойчивые элементарные частицы с отрицательным электрическим зарядом), образовавшихся в результате столкновения протонов.

Физики предположили, что в цепочке превращений от протонов до мюонов промежуточным звеном мог быть неуловимый бозон Хиггса. В дальнейшем физики не сумели повторить успешный эксперимент по получению мюонов.

Для «поимки» бозона Хиггса коллайдер должен набрать достаточно большую интегральную (накопленную) светимость, то есть накопить достаточно много данных о столкновениях частиц в ускорителе. Ранее физики заявляли, что порог, за которым коллайдер начнет «чувствовать» бозон Хиггса, находится на уровне пяти обратных фемтобарн. Пять обратных фемтобарн соответствуют примерно 350 квадриллионам столкновений протонов.

Этот порог был достигнут в октябре 2011 года и к концу протонного сеанса интегральная светимость на детекторе ATLAS и детекторе CMS достигла уже 5,7 и 5,5 фемтобарн.

В октябре 2011 года СМИ сообщили, что согласно завершившимся исследованиям группы ученых Физического института им. П.Н. Лебедева РАН, Института теоретической физики им. Л.Д. Ландау РАН и Кёльнского университета, спектральный индекс космологических возмущений согласуется с наблюдениями, если хиггсовская масса лежит в интервале от 136 до 185 гигаэлектронвольт, в пределах которого предполагается открытие хиггсовской частицы на детекторе ATLAS. Обе границы этого интервала определены из экспериментальных данных спутника WMAP, а не из чисто теоретических ограничений.

Опираясь на данные, собранные спутником WMAP, физики изучили спектральные особенности реликтового излучения. В 2008 году один из участников исследовательской группы Андрей Барвинский из Физического института им. П.Н. Лебедева предположил, что границы окна поиска массы и других параметров бозона Хиггса можно значительно сузить, изучив особенности фонового микроволнового излучения космоса, которое хранит в себе «след» событий в первые мгновения жизни Вселенной.

По расчетам ученых,

расширение ранней Вселенной могло идти совершенно различными путями, в зависимости от массы бозона Хиггса. Как отмечают исследователи, расширение материи «отпечаталось» в реликтовом излучении, что позволяет оценить правдоподобность того или иного сценария Большого взрыва.

В декабре 2011 года группы ученых ATLAS и CMS заявили, что видят некоторые «намеки» на бозон Хиггса. Тогда физики, работающие на детекторе ATLAS, объявили, что видят некоторое превышение сигнала над фоном в интервале от 116 до 130 гигаэлектронвольт. Статистическая значимость такого превышения около значения 126 гигаэлектронвольт составляла 2,8 сигма, то есть вероятность случайных флуктуаций (от лат. fluctuatio – колебание) составляет 1 к 144 (но для открытия требуется значение 5 сигма – 1 к 3,5 миллиона). Группа, работающая на детекторе CMS, сообщила о признаках существования бозона Хиггса в области масс между 115 и 127 гигаэлектронвольт.

В июне 2012 года количество столкновений и плотность потока протонов в Большом адронном коллайдере были доведены до уровня, при котором в ускорителе должен рождаться и распадаться на другие частицы один бозон Хиггса в час – если, конечно, он существует.

В конце июня 2012 года в блоге математика Питера Войта (Peter Woit) из Колумбийского университета в Нью-Йорке (США) появилась информация о параметрах бозона Хиггса, якобы полученных на двух главных детекторах коллайдера – ATLAS и CMS.

Согласно этим данным, анализ всего объема данных, полученных коллайдером в 2011 и 2012 годах, указывает на существование бозона Хиггса с массой 124 гигаэлектронвольта.

По данным интернет-издания Nature News, масса обнаруженной частицы составляет около 125 гигаэлектронвольт, что близко к значениям, представленным ранее. Уровни статистической значимости новых результатов, полученных на ATLAS и CMS, составляют от 4,5 до 5 стандартных отклонений (сигма). Физики говорят о «свидетельствах» существования новой частицы, когда этот параметр достигает уровня 3 сигма.

То, что не создано Богом

Открытие бозона Хиггса – это одна из главных целей, ради которой строился грандиозный Большой адронный коллайдер (БАК, или по английски – LHC). Это не просто самая большая машина, созданная человеком, – гигантское кольцо длиной почти 27 км, с 9300 магнитами, омываемыми сначала 10 000 тонн жидкого азота, а затем и жидким гелием. БАК – это уникальный объект не только на Земле, но и в Солнечной системе, возможно, в галактике и даже в нашей части Вселенной. В частности, внутренности коллайдера – это самое пустое место в нашей части галактики. Никакой космос не сравнится с этой пустотой: давление там в 10 раз меньше, чем давление воздуха на Луне, где, как известно, воздуха нет (точнее – почти нет).

Он же, с одной стороны – самое горячее место в Галактике: при столкновении пучков частиц генерируется температура в более чем в 250 000 раз больше, чем в середине Солнца, а это – более 4 *1012 градусов. Что уж там какие-то чахлые атомные или водородные бомбы… Одно счастье, что эта температура реализуется в столь малом объеме, что и представить его невозможно. И при этом, чтобы регистрировать результаты этих микровзрывов детекторы коллайдера охлаждены до температуры минус 271,3 градуса Цельсия – такого холода нет в открытом космосе даже между звезд, и при такой температуре электрический ток, однажды запущенный в цепь, движется в ней бесконечно.

Чтобы можно было организовать эти сверхгорячие взрывы, пришлось разогнать частицы до самых высоких скоростей – 99,9999991% от скорости света. А чтобы обработать весь фантастический объем информации, потребовалось построить уникальную Сеть, которая анализирует информацию, которая не уместится и на 1 700 000 двойных DVD, а именно, емкостью 15 млн гигабайт в год. Сеть распределяет работу по различным центрам обработки информации во всем мире.

Над этим фантастическим проектом трудились и трудятся ученые, инженеры и рабочие более чем из 100 стран мира. Всего в проекте занято более 10 000 человек.

Россиянину, очевидно, будет интересно узнать, что во всех основных детекторах используются изделия, созданные российскими учеными более чем из десятка научно-исследовательских учреждений и производств. Россияне изготавливают калориметры, трекинг-детекторы, изделия точной механики, тяжелые установки.

По разным данным, непосредственно в проекте работает 700 российских специалистов, а объем заказов на изготовление деталей превышает $120 млн. Одних только датчиков-кристаллов завод «Северный кристалл» в кооперации с Курчатовским институтом в Апатитах сделал более 12 000 штук. По сути – это и есть «детекторы бога», с помощью которых и ловят бозон Хиггса.

Собственно о последних результатах исследований

Свежие экспериментальные данные представили Джо Инкандела (Joe Incandela) из коллаборации CMS и Фабиола Джанотти (Fabiola Gianotti) из ATLAS. Обе коллаборации, напомним, анализируют результаты столкновений протонов на Большом адронном коллайдере.

Суть презентаций сводится к тому, что физики обнаружили новую тяжёлую фундаментальную частицу в области масс и некоторых других параметров, допустимой для бозона Хиггса из Стандартной модели. По данным CMS, масса найденного бозона составляет 125,3 ± 0,6 ГэВ, а ATLAS даёт чуть более высокую оценку — ≈126,5 ГэВ.

Поиск проводился по нескольким каналам распада, которые теория прогнозирует для хиггсовской частицы.

Наибольший интерес с экспериментальной точки зрения представляют пять таких каналов:

  • распады на пару фотонов γ,
  • распады на пару W- или Z-бозонов,
  • тау-лептонов или пару «b-кварк — b-антикварк».

Поскольку продукты распада искомого бозона могут рождаться и в каких-то фоновых процессах, учёным приходится набирать обширную статистику и строить распределения числа зарегистрированных событий по массе. Доминировать в этих распределениях будут фоновые события, но если среди всех пар гамма-гвантов (или Z-бозонов, тау-лептонов и так далее) действительно встречаются те, источником которых был бозон Хиггса, они каждый раз будут давать массы, близкие к одному значению. Тогда на распределении в районе этого значения проявится избыток событий — небольшой пик, сигнал.

Стоит также рассказать о том, что сигнал в современных исследованиях выделяют «слепым методом», намеренно скрывая самый интересный диапазон данных (в нашем случае — область масс в окрестности 126 ГэВ). Иными словами,

специалисты, занятые обработкой информации, устанавливают критерии отбора и анализа событий и моделируют фон, ориентируясь лишь на малолюбопытные участки распределений. Скрытая область становится доступной только после утверждения оптимальной методики обработки, вследствие чего практически исключается влияние необъективности экспериментатора и его естественного желания сделать сигнал более «чистым», сработать на результат.

atlas.jpg cms.jpg Рис. 3. Статистическая значимость сигналов, зарегистрированных CMS (сверху) и ATLAS.

Рассматривая упомянутые варианты распадов по отдельности, г-н Инкандела отметил, что в каналах γγ и ZZ наблюдаются явные превышения числа зарегистрированных событий над фоном со статистической значимостью в 4,1 и 3,2 стандартного отклонения. Если данные по этим распадам, наиболее удобным для исследования на Большом адронном коллайдере, объединить, можно получить значимость в 5,0σ, достаточную для объявления об открытии и гарантирующую, что вероятность случайной флуктуации фона, которая имитировала бы настолько сильные сигналы, составляет менее 10–6.

«Мы видим в наших данных ясные свидетельства существования новой частицы, с уровнем значимости 5 сигма (уровень открытия – ред.), с массой около 126 гигаэлектронвольт», – сказала Джианотти, чьи слова приводятся в релизе коллаборации.

«Мы наблюдаем новый бозон с массой около 125 гигаэлектронвольт на уровне статистической значимости 4,9 сигма», – заявил Инкандела, выступая на семинаре в ЦЕРНе.

В канале WW сигнал не смещается по оси масс, но становится менее заметным (1,5σ), а в каналах «b — анти-b» и тау-антитау выделить что-то существенное уже не удаётся.

В итоге статистическая значимость, рассчитанная по всем каналам, падает до 4,9σ.

Данные ATLAS в целом сходятся с информацией CMS и в случае объединения каналов γγ и ZZ также дают статистическую значимость в 5,0σ. При этом ожидания ATLAS и CMS, что интересно, расходились: различия легко прослеживаются на графиках выше, где экспериментальным данным отвечают сплошные линии, а теоретическому предсказанию для бозона Хиггса из Стандартной модели, которое вычисляется с учётом собранного объёма информации и конкретных методик её обработки, — пунктирные. Хорошо видно, что коллаборации CMS «не повезло», поскольку она рассчитывала на 5,9σ, а получила заметно меньше. ATLAS же, напротив, ожидала всего 4,6σ.

Эти различия отразились на оценках соотношения экспериментального и расчётного сечений рождения хиггсовского бозона. Хотя оба соотношения близки к единице (то есть свидетельствуют в пользу того, что обнаруженная частица представляет собой именно Стандартный хиггсовский бозон), оценка ATLAS — 1,2 ± 0,3 — лежит выше, чем оценка CMS (0,80 ± 0,22).

В ближайшие месяцы физики будут уточнять представленные данные и свойства новой частицы, выясняя, насколько она близка к хиггсовской из Стандартной модели. Уже сейчас можно отметить одно сравнительно серьёзное отклонение от общепринятой теории:

сигнал, зарегистрированный ATLAS и CMS в канале γγ, оказался неожиданно сильным.

sectionst.jpg Рис. 4. Упомянутые выше соотношения сечений рождения хиггсовского бозона. Видно, что ATLAS даёт более высокие оценки, а сигнал в канале γγ выделяется на фоне остальных.

Овации, восторг, слезы и новые надежды

Глава ЦЕРНа Рольф Хойер, открывая семинар, пошутил, что подзабыл, по поводу какой частицы в этом помещении собрались все эти люди, но уверен, что представители коллабораций напомнят ему.

Коллаборация ATLAS, результат которой оказался на десятую долю стандартного отклонения лучше, чем у «конкурентов», в своем заявлении подчеркнула, что, хотя масса нового бозона хорошо согласуется с прогнозами теории, а сама частица «появилась» в прогнозируемых каналах поиска, ее свойства все еще нужно тщательно изучить и сопоставить с известными характеристиками бозона Хиггса.

Речь прежде всего идет о спине – собственном моменте импульса частицы, одной из ее главных характеристик. Если спин нового бозона будет равен нулю, то перед нами бозон Хиггса Стандартной модели.

Другая возможность, которую многие ученые считают куда более интересной, – это спин, равный двум, который делает найденный бозон совершенно новой и экзотической частицей.

«Как простой человек, я мог бы сказать – мы поймали "Его». Как ученый, я должен сказать – кто этот «он»? Мы обнаружили бозон, теперь нам нужно понять, соответствуют ли его свойства свойствам бозона Хиггса Стандартной модели", – заключил Хойер.

«Я бы сказал, что да, наверное, мы поймали какой-то бозон Хиггса, но пока это еще не Тот Самый Бозон Хиггса, который предполагает Стандартная модель», – добавил глава ЦЕРНа.

Официальное заключение о существовании нового фундаментального бозона было встречено бурными овациями на семинаре. Это не передать словами, это надо видеть!

Как отметил на семинаре кто-то из физиков-теоретиков,

«очень приятно быть на семинаре по физике, аплодисменты на котором больше подходят для футбольного матча».

Интерес к таинственной частице объединил «физиков» и «лириков» по всему миру:

семинар транслировался в прямом эфире на главной конференции года по физике элементарных частиц ICHEP 2012 в Мельбурне и множестве институтов по всему миру, в том числе и в России, а также на сайте ЦЕРНа. Текстовые трансляции и твит-репортажи выступлений вели десятки блогеров.

Зрители, которые хотели лично присутствовать на объявлении результатов, занимали очередь у дверей зала ЦЕРНа в Женеве уже в полночь и развлекались тем, что придумывали самые разные обозначения для всплеска всеобщего интереса к физике частиц. Уже с начала семинара слова «CERN» и «God Particle» («частица Бога»), а также хэштег #Higgs вышли в глобальные тренды Twitter, а слово «Хиггса» – в российские тренды.

Почетными гостями семинара стали четверо из шести физиков, «подаривших» миру бозон Хиггса как идею, – Франсуа Англер, Питер Хиггс, Джеральд Гуральник и Карл Хаген.

«Я поздравляю всех, кто внес вклад в это невероятное достижение. Для меня невероятно видеть, что это произошло при моей жизни», – сказал Хиггс в конце семинара.

«Я даже и не надеялся, что доживу до этого дня. Ведь, в самом начале пути, почти полвека назад, мы даже не знали где "его» искать. Сейчас, же я смотрю в будущее, в следующую эру. Она наступит, когда мы вновь выйдем за рамки существующей сейчас Стандартной модели. Тогда наука разберется и с темной материей и с космологией и много всего еще произойдет", – уверен Питер Хиггс.

Свои эмоции сегодня он не сдерживал – плакал.

Франсуа Англер подчеркнул, что «полон восхищения трудами ученых ЦЕРНа» и выразил сожаление, что его друг и соавтор, Роберт Браут, скончавшийся в мае 2011 года, не видел этой «замечательной» презентации.

«Очень здорово видеть, что та идея, теория, над которой мы работали 50 лет назад, сейчас так актуальна», – отметил Джеральд Гуральник.

Как и следовало ожидать, всех собравшихся интересовало, не станет ли обнаружение «бозона, похожего на бозон Хиггса» формулировкой для следующей Нобелевской премии по физике. Глава ЦЕРНа в ответ на вопрос об этом отшутился, сказав, что «вряд ли мнение Хойера тут что-то значит».

Любопытно, что семинар смотрели и в южногерманском городе Линдау, на традиционной встрече нобелевских лауреатов с молодыми учеными. Один из нобелиатов, директор института теоретической физики Кавли при Университете штата Калифорния в Санта Барбаре (США) Дэвид Гросс (David Gross), один из создателей теории струн, в ответ на аналогичный вопрос РИА Новости заявил, что в ЦЕРНе вообще тысячи потенциальных нобелевских лауреатов.

Следует помнить, что физика – наука точная! Ученые не исключают вероятность ошибки. Даже шутили по этому поводу. Некоторые из российских ученых, а их в проекте сотни, уже оценили вероятность ошибки.

«Статистическая достоверность этого события соответствует, как говорят физики, уровню пять сигма. То есть с вероятностью 99 запятая четыре знака после запятой процента мы можем в настоящее время сказать, что бозон Хиггса существует».

Кстати, ученые часто прибегают к аналогиям, ведь некоторые их выводы – это формулы на бумаге, у которых даже нет названий.

Вот, например, как описал сегодняшнее событие физик Филипп Гиббс:

«Если нечто плавает в пруду и крякает как утка, наверное, небезосновательно считать это уткой, особенно когда ты ожидал обнаружить утку. Последующие наблюдения просто покажут нам, какого вида эта утка».


Во многом из-за сложности современной физики и отсутствии понятий и рождаются страхи, связанные с бозоном Хиггса и адронным коллайдером. Самый распространенный из них – исчезновение Земли, которую затянет искусственно полученная «божественная частица».

В ответ на это, специалисты ЦЕРНа не только успокаивают, но и напоминают: через два года ускоритель заработает на полную мощность, для того чтобы повысить точность измерений. Кто-то видит в этом аналогию с открытием цепной ядерной реакции и бомбежкой Хиросимы.

Ну, а физики, говорят, что смогут доказать существование параллельных измерений. Решаются предсказать возможность путешествий во времени. Именно оно и покажет, кто из предсказателей ближе к правде.

Сейчас же, мы, вполне возможно, древние греки, которым кто-то пытается рассказать о большом адронном коллайдере.

Глава ЦЕРНа Рольф Хойер, подводя итоги более чем двухчасового семинара, отметил, что представленный результат стал возможен только благодаря экстраординарным усилиям ученых, работающих в коллаборациях, специалистов, обслуживающих ускоритель и все технические системы, и всего глобального научного сообщества.

«У нас есть открытие. Надо прямо это сказать – у нас есть открытие, мы наблюдали новую частицу, которая соответствует бозону Хиггса. Какому именно бозону Хиггса? Этот вопрос остается открытым. Это исторический момент, но мы лишь в начале пути. Впереди очень много работы», – сказал Хойер.

Всем спасибо, все за работу

Специально для двух коллабораций, которые умудрились «поймать» новую частицу чуть раньше, чем ожидалось, руководство ЦЕРНа приняло решение «выжать» из ускорителя, который в конце 2012 года должен был уйти на 20-месячные «каникулы» для техобслуживания и апгрейда до более высоких энергий пучков, еще 2–3 месяца работы. За оставшееся время физики надеются по крайней мере начать разбираться, насколько их «улов» близок к определению бозона Хиггса Стандартной модели.

«Очень хорошо, что мы видим сигналы частицы, которая может быть бозоном Хиггса, именно в районе массы в 125 гигаэлектронвольт, потому что в этой области мы можем наблюдать очень много событий. Так что спасибо тебе, природа!», – пошутила Джианотти на семинаре.

Сама представительница ATLAS на пресс-конференции призналась, что ей больше всего интересен расклад, при котором новая частица действительно оказалась бы бозоном Хиггса, но не таким, какой предполагает Стандартная модель.

Ее коллега, Джо Инкандела, подчеркнул, что как экспериментаторы ученые стараются в своей работе избегать каких-либо предубеждений и готовы работать с любым вариантом развития событий.

«Мы знаем, что эта история еще не закончена. Есть еще темная материя, есть множество вопросов, на которые мы сейчас не можем ответить. Это, конечно, очень важно, что, возможно, мы когда-нибудь сможем ответить на вопрос о том, откуда берется масса частиц, но есть еще много других вопросов», – сказал ученый.

«Чем сложнее и в каком-то смысле страннее окажется результат, тем, возможно, интереснее, но даже простой расклад сам по себе очень интересен», – добавил Инкандела.

Что будет дальше? Мнения специалистов

Окончательный вердикт о том, является ли открытая на Большом адронном коллайдере новая частица бозоном Хиггса, возможно, будет сделан лишь через несколько лет, сообщил РИА Новости заведующий отделом экспериментальной физики высоких энергий Научно-исследовательского института ядерной физики имени Скобельцына МГУ Эдуард Боос.

«Сегодня произошло великое событие в истории не только физики, но и естествознания в целом», – прокомментировал ученый официальное сообщение об открытии новой частицы.

Он отметил, что теперь нужно получить новые данные о свойствах частицы, в частности, измерить ее квантовые числа – спин и четность.

«Это критически важно», – подчеркнул Боос.

По его словам,

«к концу года ожидается утроение статистики, и какие-то (дополнительные) ответы будут получены».

«Нужно будет дальше работать, в частности, создавать новые ускорители для измерений свойств (новой) частицы с высочайшей точностью – например, линейный коллайдер, который сейчас обсуждается», – сказал Боос.

На вопрос агентства, значит ли это, что для окончательного «закрытия» вопроса о существовании бозона Хиггса уйдут годы, ученый ответил, что «возможно, так и получится».

«Но будет очень интересно, если выяснится, что какие-то свойства новой частицы не соответствуют свойствам бозона Хиггса Стандартной модели. Тогда будет понятно, в каких направлениях вести дальнейшие работы», – сказал Боос.

Новый бозон, который по ряду свойств соответствует бозону Хиггса, может оказаться лишь первым из ряда таких частиц – эта возможность предсказана теорией суперсимметрии, заявил лауреат Нобелевской премии 1984 года по физике, экс-гендиректор Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН) Карло Руббиа.

«Теория суперсимметрии (в минимальном варианте – прим. автора), если она верна, предсказывает существование пяти бозонов Хиггса, поэтому то, что мы обнаружили, может быть не тем самым бозоном Хиггса, а всего лишь первым из них», – сказал Руббиа в ходе дискуссии на традиционной встрече нобелевских лауреатов с молодыми учеными.

Теория суперсимметрии (SUSY) предполагает, что у всех известных элементарных частиц существуют «двойники» – суперсимметричные частицы, которые «родились» вместе с «обычными» частицами в момент Большого взрыва. Затем суперсимметричные частицы стали намного тяжелее обычного вещества и распались, а их «остатки» образовали «темную материю», из которой почти на четверть состоит Вселенная.

Как считают эксперты, дальнейшее изучение суперсимметричных частиц возможно на коллайдерах нового типа – линейных.

В настоящее время существуют два крупных пост-БАКовских проекта.

  • Это Международный электрон-позитронный линейный коллайдер (ILC, International Linear Collider), в создании которого уже сейчас участвуют почти 300 лабораторий и университетов по всему миру. ILC должен будет детально исследовать свойства бозона Хиггса, если последний будет открыт с помощью БАКа. Стоимость проекта оценивается в десять миллиардов евро.
  • Конкурент ILC – проект Компактного линейного коллайдера (CLIC, Compact Linear Collider). При тех же линейных размерах он обещает дать в шесть раз большую энергию частиц (3 тераэлектронвольта против 500 гигаэлектронвольт).

Директор Института теоретической физики Кавли при университете штата Калифорния в Санта Барбаре (США), нобелевский лауреат Дэвид Гросс (David Gross), отвечая на вопрос о том, какой будет судьба линейных коллайдеров ILC и CLIC, отметил, что оба этих проекта уникальны по своим возможностям, и Большой адронный коллайдер даже с учетом его модернизации в будущем не сможет дать такие результаты.

«Это электрон-позитронная машина, она дает очень чистый результат. С течением времени Большой адронный коллайдер будет модернизироваться, его команда будет приобретать новый опыт, но таких данных он все равно не сможет получить», – сказал Гросс.

Послесловие автора

Столь пристальное внимание к данному открытию автора статьи – Филиппова Юрия не случайно. Автор посвятил исследованиям физики бозонов Хиггса 9 лет своей жизни. Если быть более конкретным, то исследования были посвящены взаимодействиям бозонов Хиггса в Минимальной суперсимметричной Стандартной модели, итоговые результаты которых были представлены в диссертации Петлевые эффекты во взаимодействиях бозонов Хиггса в Минимальной суперсимметричной стандартной модели. Автор успешно защитил работу в НИИ им. Д.В. Скобельцына Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова. Научный руководитель – профессор А. А. Бирюков (СамГУ, заведующий кафедрой общей и теоретической физики).

Исследования данных взаимодействий на эксперименте смогут быть реализованы лишь на линейных коллайдерах (о чем уже говорилось ранее). И это будет уже следующий этап исследований в физике бозонов Хиггса.

В связи со сказанным,

хочу поздравить всех специалистов по физике частиц с этим знаменательным событием
и пожелать им творческих успехов! И, конечно, новых открытий!

Думаю, история c бозоном Хиггса получит нетривиальное развитие и нас ждет еще много интересного.


Источник(и):

1. РИА Новости

2. slon.ru

3. Европейская организация по ядерным исследованиям

4. compulenta.ru

5. РИА Новости

6. РИА Новости

7. РИА Новости

8. vesti.ru

9. Первый канал

http://www.nanonewsnet.ru/articles/2012/prishestvie-chastitsy-boga-gody-tomitelnykh-ozhidanii-burnye-avatsii-otkrytiya-perspek
Категория: Новости науки и техники | Просмотров: 218 | Добавил: Professor | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Мы - Далевцы!

Календарь
«  Июль 2012  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
      1
2345678
9101112131415
16171819202122
23242526272829
3031

Архив записей

Наши партнёры
  • Кафедра гуманитарных и социально-экономических дисциплин
  • Официальный блог
  • Сообщество uCoz
  • FAQ по системе
  • Инструкции для uCoz

  • Статистика

    Онлайн всего: 1
    Гостей: 1
    Пользователей: 0

    Copyright MyCorp © 2017