Без сомнения,
самым значимым научным открытием 2012 года
было открытие новой частицы
в лаборатории ЦЕРН.
Возможно, это тот самый бозон Хиггса,
названный в честь физика Питера Хиггса.
Считается, что поле Хиггса придаёт массу
фундаментальным частицам,
например, кваркам
и лептонам,
из которых состоит материя.
Хиггсовский бозон хаотично двигается по полю;
это напоминает скручивание верёвки,
когда её кто-то резко дёргает.
Но как же это поле добавляет массу частицам?
Вы не одни,
кому это не понятно.
В 1993 британский министр науки
предложил учёным придумать простое объяснение
всей этой хиггсовской теории.
Победителю была обещана бутылка хорошего шампанского.
Объяснение, которое победило, звучало так.
Предположим, в лаборатории ЦЕРНа
проходит большая вечеринка,
на которую приглашены учёные, занимающиеся исследованием физических частиц.
Толпа учёных — это поле Хиггса.
Если вдруг на вечеринке появится налоговый инспектор,
то никто не захочет с ним общаться
и он очень быстро сможет пересечь комнату
и дойти до бара.
Налоговый инспектор так же не будет взаимодействовать с людьми,
как
некоторые частицы не взаимодействуют с полем Хиггса.
Такие частицы —
к ним, например, относятся фотоны —
называются безмассовыми.
А теперь представьте, что в эту же комнату зашёл сам Питер Хиггс,
может быть, в поисках кружки пива.
В этом случае учёные
сразу же обступят его
и начнут обсуждать с ним
свои попытки измерить свойства
бозона, названного в его честь.
Из-за того, что Хиггс будет останавливаться и разговаривать с каждым человеком,
его передвижение по комнате будет сильно затруднено.
Продолжим нашу аналогию.
Хиггс — это массивная частица,
именно так она взаимодействует с полем.
Итак, как же бозон Хиггса
соотносится со всем этим?
Представим, что наши завсегдатаи вечеринок
равномерно разошлись по всей комнате.
А теперь некто просовывает голову в дверь
и рассказывает последний слух об открытии
в какой-то отдалённой конкурирующей лаборатории.
Люди, стоящие возле двери, услышат его слова,
а вот те, кто стоит далеко, — нет,
поэтому те, кому не слышно, подойдут поближе к двери и попросят повторить новость.
Это создаст толчею.
Когда новость расскажут заново,
люди вернутся на свои места
и будут делиться своими мыслями по этому поводу.
А те, кто стоит в самом дальнем углу комнаты, поинтересуются, что они обсуждают.
В итоге толчея в комнате будет возникать то там,
то тут.
Толчея — это бозон Хиггса.
Важно помнить,
что не только массивные частицы
взаимодействует с хиггсовским полем.
По нашей аналогии, на вечеринке
все частицы перед тем, как зайдут в комнату, совершенно равны.
У Питера Хиггса и у налогового инспектора масса нулевая.
Взаимодействие с людьми
вызывает появление массы.
Повторю ещё раз.
Масса появляется в результате взаимодействия с полем.
Подведём итоги.
Частица набирает больше или меньше массы в зависимости
от того, как она взаимодействует с полем,
это похоже на людей, которые двигаются в толпе
с разной скоростью в зависимости от того, насколько люди хотят с ними пообщаться.
А бозон Хиггса — это толчея , которая возникает в толпе,
когда кто-то сообщает последнюю новость.
Конечно, эта аналогия,
всего лишь аналогия,
но лучше объяснения пока ещё
не придумано.
Вот и всё.
Вот что такое хиггсовское поле
и бозон Хиггса.
Исследования продолжаются, и если что-то ещё найдут, то мы про это узнаем,
и тогда, наверно, награда будет больше,
чем просто бутылка шампанского.