Физики ЦЕРНа официально объявили об открытии новой частицы

Физики Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН) официально объявили об открытии новой частицы в ходе экспериментов на Большом адронном коллайдере

Физики Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН) официально объявили об открытии новой частицы в ходе экспериментов на Большом адронном коллайдере, ее свойства в основном соответствуют ожидаемым для бозона Хиггса, но некоторые все же отличаются.

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.

"Мы наблюдаем новую частицу, у нас есть достаточно сильные свидетельства, чтобы говорить об открытии", — заявил официальный представитель коллаборации CMS (коллектива ученых, работающих на детекторе CMS) Джо Инкандела (Joe Incandela). Его видеозаявление было размещено во вторник на сайте ЦЕРНа.

По словам представителя коллаборации, ученым понадобится еще время для дополнительного анализа полученных данных.

"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", — сказал он.

Физики ЦЕРНа официально объявили об открытии новой частицы

Если это так и окажется, это будет революция в физике, сказал ученый. Например, в результате будет доказана теория существования дополнительных пространственных измерений. Это самое значимое экспериментальное открытие за последние 30-40 лет, добавил он.

По словам Инканделы, это фундаментальный бозон, у него, вероятно, нулевой спин.

"Это самая тяжелая частица из всех известных, за исключением топ-кварка, " — сказал Инкандела.

Он отметил, что новая частица примерно в сто раз тяжелее протона.

Ранее источник в ЦЕРНе подтвердил РИА Новости, что специалисты двух «соперничающих» коллабораций Большого адронного коллайдера, ATLAS и CMS, «видят» новую частицу с массой 125-126 гигаэлектронвольт с достоверностью, соответствующей уровню открытия.

Физики ЦЕРНа официально объявили об открытии новой частицы

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.

Поисками бозона Хиггса, который получил в СМИ название «частицы Бога», занимаются ученые многих стран. Если существование бозона Хиггса не будет подтверждено, это докажет 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.

Физики ЦЕРНа официально объявили об открытии новой частицы

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 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 рассчитывают, что найти эту частицу (или убедиться в том, что ее не существует) позволят эксперименты на Большом адронном коллайдере, 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. Одна из главных целей экспериментов на Большом адронном коллайдере (БАК) — поиск свидетельств существования бозона Хиггса.

Физики, работающие с Большим адронным коллайдером, в среду на семинаре ЦЕРНа в Женеве представят данные о новой частице. На нем официальные представители ATLAS и CMS, Фабиола Джианотти и Джо Инкандела соответственно, расскажут о последних новостях в поиске бозона Хиггса. На семинар приглашен Питер Хиггс, а также другие ученые, внесшие вклад в разработку так называемого хиггсовского механизма, который объясняет происхождение массы, — Франсуа Англер, Джеральд Гуральник и Карл Хаген.

Оригинал статьи: www