Бозон Хиггса и вопросы современной физики

К июлю этого года, после накопления большого количества экспериментальных данных на Большом Адронном Коллаидере (БАК), физики объявили миру о том, что существование новой частицы — бозона Хиггса, получило наконец подтвеждение. Казалось бы, уже так много открыто различных частиц. А вокруг этой поднимают такой ажиотаж. Почему?

Чтобы лучше понимать окружающий нас мир и иметь возможность творить новый, физики постоянно стремились выяснить, как создавалась наша Вселенная. Поняв её законы создания и развития, учёные рассчитывают совершить прорывы в науке, которые выведут человечество на новый уровень развития.

Наиболее полные и последовательные существующие теории описывают процесс развития нашей Вселенной с промежутка времени 10^-10 секунд от Большого Взрыва и по наше время. Единого и устоявшегося представления о том, что было раньше, до сих пор не было сформировано. Поэтому учёные ставят новые и новые эксперименты, которые позволили бы смоделировать поведение Вселенной на более ранних отрезках времени. Только такие эксперименты могут подтвердить или опровергнуть разработанные новые теории. Одним из наиболее масштабных и амбициозных проектов современной экспериментальной физики является БАК. С помощью него физики могут получить состояния материи-энергии соответствующие моменту времени, начиная с 10^-12 секунд после Большого Взрыва.

До лета этого года несколько теорий в квантовой физике, описывающие процессы, которые происходили на ранних стадиях развития нашей Вселенной, конкурировали почти на равных. Самой известной из этих теорий является Стандартная Модель физики частиц. Эксперименты должны были подтвердить или опровергнуть её.

Стандартная модель опирается на предположение, что первые мгновения после Большого Взрыва Вселенная обладала огромной плотностью, была изотропна и симметрична. В частности, была симметрия между электромагнитными и слабыми взаимодействиями — электрослабая симметрия. Частицы на тот момент ещё не имели массы — отсутствовала гравитация. Не было света и тьмы, всё было однородным. Через какой-то момент времени после Большого Взрыва симметрия нарушилась.

Механизм этого нарушения симметрии был предложен в 60-х годах 20-го века Питером Хиггсом, в честь которого позже назвали поле. Вселенная равномерно заполнена некоторым постоянным полем, которое называют хиггсовским полем. Его колебания, отклонения от среднего состояния, другими словами, квант этого поля, называются бозонами Хиггса. Как только родился бозон Хиггса, начинается его распад. По этой причине возможно заметить лишь след от его существования. Единственный путь его отследить — поиск статистических аномалий в наблюдаемых в эксперименте различных вариантах рождения и распада частиц, полученных в результате высокоэнергетических столкновений (протонов, атомных ядер).

Поле Хиггса препятствует частицам двигаться через него с ускорением. При изменении состояния своего движения (собственно — ускорение) одни частицы больше «цепляются» за поле Хиггса, чем другие. Проходя через него и взаимодействуя с ним, они обретают массу. Чем частица сильнее взаимодействует с полем, тем она тяжелее, чем слабее — тем легче.

Итак, на ранней стадии развития Вселенной возникло поле Хиггса, которое раскололо симметрию. Симметрия нарушилась, образовались различные мельчайшие (фундаментальные) частицы, и они обрели разную массу. Эти фундаментальные частицы разделяют на два класса: частицы материи — кварки и лептоны, из которых впоследствии образовались все составные частицы (такие как протоны, нейтроны, мезоны), а затем различные атомы; и, так называемые «частицы силы», которые являются переносчиками взаимодействия. Они как куски энергии — передают силы, которые действуют на материальные частицы. Например, фотоны — представители электромагнитной силы. Глюоны — сильного взаимодействия (удерживают частицы ядер вместе). W^± и Z⁰ бозоны — слабого взаимодействия, ответственного, например, за радиоактивный распад.

Итак, итог исследований в ЦЕРНе на БАКе к июлю этого года позволил подтвердить существование бозона Хиггса. Все предсказанные Стандартной Моделью частицы были давно открыты раньше. Таким образом, Стандартная Модель физики частиц получила серьёзное подтверждение и перед учеными встают еще более сложные задачи.

Дальнейшие эксперименты на БАК могут приблизить нас к пониманию процессов и условий раннего развития Вселенной.

То есть, наибольшую ценность для нас, людей, представляет тот факт, что все частицы, которые образуют известную нам плотную материю или материальный мир, все молекулы и атомы в нас в своей основе являются полями. Как было отмечено выше, колебания различных полей, проходя через поле Хиггса и взаимодействуя с ним, образовали все известные нам частицы материи и частицы силы. Из них позже сформировались атомы — элементы вещества периодической системы Д.И. Менделеева. То есть весь видимый нами мир, воспринимаемый как плотный и тяжёлый, имеет полевую структуру. И мы с вами тоже. (Также на эту тему можно прочитать статью «Блеск и пустота нашего мира» (http://nooworld.ru/blesk-i-pustota-nashego-mira.html). В ней с другой стороны, исходя из другой физической теории показано, что весь окружающий нас мир и физические явления состоят из различных комбинаций пространства и времени.) А значит, мы являемся далеко не такими уж плотными материальными телами, какими привыкли считать себя. Более того, любые твёрдые тела имеют также свойства волн поля и могут перемещаться в пространстве, проходя сквозь стены и не пользоваться для этого перемещения различного типа двигателями. Например таких, как в машинах, самолётах, ракетах. Вопрос лишь времени, когда до этого дойдёт экспериментальная физика. Отмечу, что многие духовные практики среди людей уже доходили раньше до этого уровня развития. В ноокосмологии также есть информация, что когда-то давно люди умели делать это. Но позже отклонились от данного пути развития и пошли по другому пути.

Также немалую ценность в открытии и экспериментальном подверждении теории Хиггса составляет то, что наука, обычно крайне скептически относящаяся к знанию, полученному духовным путём, сама приходит к сходным воззрениям на устройство мира, только уже своим способом: через наблюдение, анализ фактов, построение теорий и эксперименты. И открытие бозона Хиггса — важный, но уже далеко не единственный шаг в приближении научных теорий к духовному знанию. Многие выводы квантовых теорий, теории относительности, заложенных ещё в 19-м веке, могут служить примером. Так соотношение неопределённостей и квантовая нелокальность (давно и надёжно подтверждённые экспериментально) показывают, что объекты микромира достоверно существуют только на информационном плане, в наблюдаемом же нами мире движение, положение, энергия квантовых объектов лишь проявляется с той или иной вероятностью при взаимодействии с другими объектами микромира и физическими полями. Существование и поведение объектов микромира не абсолютно. Это, в частности, перекликается с представлениями духовных учений об иллюзорности наблюдаемого мира. И ведь квантовые теории не остаются только теориями, а уже стараниями учёных инженеров, полноценно вошли в нашу жизнь: в качестве примеров можно привести флеш память, лазеры, оптоволоконную связь, новейшие медицинские приборы (МРТ).    

В медицине известен эффект плацебо. Пациент может принимать какой-нибудь кусочек мела, считая его чудодейственным лекарством, и излечиться от многих болезней. Это показывает, насколько мы все обладаем огромными скрытыми силами и ресурсами, и насколько они заблокированы у обычного человека различными установками и предубеждениями.

А ведь когда-то наши предки умели многое, что сейчас нам кажется чудесами.

7 октября 2012 года.