Физики не могут найти массу

Легендарные частицы, которые, как полагали физики, объясняют, почему вещество имеет массу, вообще не существуют. Так говорят исследователи, которые на протяжение года анализируют данные, полученные в лаборатории ядерной физики ЦЕРНа под Женевой. Неуловимые...

Легендарные частицы, которые, как полагали физики, объясняют, почему вещество имеет массу, вообще не существуют. Так говорят исследователи, которые на протяжение года анализируют данные, полученные в лаборатории ядерной физики ЦЕРНа под Женевой. Неуловимые бозоны Хиггса являются крайне важными для "стандартной модели" – теории, на которой современные физики основывают все понимание материи – поэтому они даже были прозваны "божественными частицами". Если бы не Хиггс, физики были бы полностью неспособны объяснить такое явление, как масса.

•	Петер Хиггс выдумал свои частицы из самых благих побуждений

Стандартная модель содержит набор фундаментальных частиц, составляющих материю – это мюоны, электроны, нейтрино и кварки. В 60-е годы исследователи успешно разработали описание процессов взаимодействия и установления связей между этими частицами через сильные и слабые ядерные силы. Однако это не объясняло, почему у частиц есть масса, до тех пор, пока Питер Хиггс из Эдинбургского университета не предположил, что пространство заполнено тяжелой субстанцией, теперь называемой полем Хиггса, которая создает массу частиц, тормозя их через медиатора, названного бозоном Хиггса. Его работа послужила началом 30-летнему поиску загадочных частиц. Учитывая массы и силу взаимодействия других известных частиц, физики подсчитали, что бозоны Хиггса должны иметь массу (или энергию) около 80 гигаэлектронвольт. Если ускоритель сталкивает частицы в такой или более высокой энергией, то можно получить образец бозона. Именно этим занимались члены группы Electroweak Working Group в ЦЕРНе на протяжение 5 лет до закрытия в этом году Большого электрон-позитронного коллайдера. С тех пор они разбирались в собранных ими данных и… не обнаружили ничего. Они вывели наиболее вероятные массы бозонов, но при этом у них создалось впечатление, что частиц Хиггса не существует вообще. Так заявил Джон Свейн из Северо-восточного университета в Бостоне.

Для многих это было большим разочарованием, потому что чуть ранее другая исследовательская группа в ЦЕРНе заявила об обнаружении бозонов. Правда, впоследствии они вынуждены были признать, что могли допустить ошибку в расчетах. Их ошибка состояла в недооценке уровня фонового шума, поэтому они приняли за признаки частиц Хиггса действия фоновых частиц. Теперь расчеты были пересмотрены, и ученые заявили, что признаки бозонов Хиггса не проявляются при энергиях в пределах 115 гигаэлектронвольт, то есть там, где ученые ожидали их обнаружить. Теперь вероятность их нахождения оценивается всего в 30%, то есть их существование представляется все менее и менее вероятным.

И это не первая неприятность для стандартной модели. В феврале исследователи из Брукхэвенской национальной лаборатории привлекли всеобщее внимание заявлением о том, что магнитный момент мюона отличается от предсказанных значений. Но последние новости гораздо более серьезны - необнаружение ключевой частицы говорит о том, .что стандартная модель нуждается в коренном пересмотре.

Однако обеспокоены далеко не все. Так, Франк Вилчек - физик-теоретик из Массачусетского технологического института - отмечает, что результаты, полученные в ЦЕРНе, можно трактовать таким образом, что частицы Хиггса обладают невероятно высокой энергией, свыше 130 гигаэлектронвольт. Исследователь из ЦЕРНа Дэвид Плейн уверен, что в конце концов бозоны Хиггса будут найдены. "Только на более высоких энергиях, чем мы можем создать сейчас".

Проблема физиков связана с тем, что без этих частиц у них нет жизнеспособной теории вещества. Нет ничего даже близкого по правдоподобию и убедительности. Суперсимметрия, предсказывающая, что у каждой частицы есть пара, представленная более тяжелой частицей, достаточно популярна, однако для этой теории результаты, полученные в ЦЕРНе, еще более ниспровергающи, поскольку в этой теории предполагается существование нескольких видов бозонов Хиггса, самый легкий из которых должен существовать и на более низких энергиях, и не может существовать при энергии выше 130 гигаэлектронвольт. Для физиков, многие годы проведших в поисках бозонов Хиггса, допущение их отсутствия уже является огромным и трудным шагом. Однако настоящий ученый должен в первую очередь искать истину, а истина такова, какова она есть.