Божията частица и бъдещето на вселената

Физиците днес публикуваха това, което са открили досега в стремежа им да отделят Хигс бозон в Големия адронен колайдер в Европа. Много медии вече обявиха, че става въпрос за революционно откровение за "частицата на Бог".

Но в бозона на Хигс няма нищо религиозно или мистично и вероятно нищо божествено. Тогава защо учените полагат толкова усилия да изолират тази елементарна частица и защо са й сложили името "божия"?

Защо тя е важна: В продължение на десетилетия физиците използват теория, известна като Стандартен модел, за да обяснят взаимодействието на субатомните частици, и като теория тя работи прекрасно. На нея се базират множество технологии, от ядрената енергетика през телевизорите, до микровълновите фурни и лазерите, пише МSNBC.

Но ако се върнем назад във времето... През 1960 г, физикът Питър Хигс и колегите му предположили съществуването на мистериозно енергийно поле, което взаимодейства с някои частици в по-голяма степен, отколкото с други.

Те искали да намерят обяснение на един от основните проблемите на Стандартния модел: някои частици имат маса, а други не. Това поле е известно като полето на Хигс, и е свързано с частица, наречена Хигс бозон.

Днес, тя е основното липсващо парче от стандартния модел. В намирането й се инвестират огромни средства, време и енергия.

Големият андронен колайдер струва над 10 млрд. долара и на практика се нуждае от собствена електроцентрала, за да работи.

Ако характеристиките на частицата или частиците на Хигс са такива, каквито са предсказани в сегашната формулировка на Стандартния модел, той ще бъде доказан и завършен. Ако ли не, разбирането на човечеството за това как функционира вселената ще се промени изцяло, защото бозоните са преносители на фундаменталните взаимодействия в природата.

Въпрос на шанс. Но опитът си струва. Ако бъде изолиран нестандартен Хигс бозон, това може да отвори вратата към нова физика. В бъдеще можем дори да намерим начин да използваме полето на Хигс, точно както се възползвахме от радиоактивността или квантовите ефекти.

За търсене на бозона на Хигс се използват два детектора в големия андронен колайдер, който се помещава в центъра CERN за изследване на физика на частиците в европейския институт на френско-швейцарската граница.

Колайдерът по същество представлява ускорител на частици. В дълга 27 километра вакуумна тръба, обхваната от гигантски магнити, разположена в подземен тунел на дълбочина от 50 до 175 метра, атомите се разбиват на електрони, неуторни и протони. Последните се ускоряват до 99.999999% от скоростта на светлината и с така придадената им енергия се сблъскват, с цел разпадането им на още по-малки частици, като бозоните.

По протежение на ускорителя има 1624 свръхпроводящи магнита, които се оглаждат с течен азот. В изследванията участват повече от 10 000 учени и инженери от 100 страни.

Два детектора, наречени ATLAS (гигантски тороид) и CMS (огромен соленоид), са поставени на ключови места на ускорителя. Те са съставени от множество свръх-чувствителни сензори, като целта им е да засичат частиците, получени от разпадането на протоните.

Животът на получените при сблъсъка на протоните елементарни частици е много кратък и на практика учение засичат енергийните следи останали от тях, а не самите частици.

ATLAS засича положителните заряди, а CMS отрицателните. Досега е открито, че зарядът на Хигс бозона вероятно е 125 милиарда електрон волта. Вероятно - защото от проведените милиони сблъсъци на протони, поредните еднакви резултати не са достатъчно, за да бъдат считани за емпирично потвърдени един от друг.

Статистически достоверността на наблюденията се измерва в сигма. Достоверността на опитите с CMS за бозона на Хигс досега е от 2 до 2.5, а при ATLAS е от 3 до 3.5.

Нивото 3 представлява "доказателство", че наблюдаваният ефект е реален, а не просто щастлива случайност. Но за да бъде обявено научно "откритие", достоверността трябва да е най-малко 5 сигма.

По този начин, наблюденията досега представляват интригуващи доказателства за откриване на Хигс бозон, но все още не са откритие.

Какво следва? През следващата година експериментите в Големия андронен колайдер ще бъдат прекратени до 2014 г. за основен ремонт на съоръжението, който ще повиши мощността му до 7 трилиона електрон волта.