Ученые, работающие с мощнейшим в мире ускорителем частиц - Большим адронным коллайдером (БАК) - в среду официально объявили миру об открытии новой частицы: почти наверняка это и есть та самая "частица Бога", или, по научному, бозон Хиггса, сообщается на сайте Европейского центра по ядерным исследованиям (CERN). Бозон Хиггса - это последний недостающий элемент в Стандартной модели - общепринятой на сегодняшний день теории об устройстве Вселенной.
Данные множества экспериментов, проведенных на БАК, представлены на специальном научном семинаре в пригороде Женевы, где находится CERN и сам коллайдер. Перед собравшимися выступили представители двух независимых групп ученых, занятых в экспериментах CMS и ATLAS на одноименных детекторах БАК. У первых результат чуть-чуть не дотянул до уровня научного открытия, у вторых открытие состоялось, и это вызвало бурные овации аудитории.
"Мы наблюдаем новый бозон с массой около 125 гигаэлектронвольт. Детектор CMS "видит" новую частицу - уровень статистической значимости сигнала в отдельных каналах поиска превысил необходимые пять стандартных отклонений", - заявил официальный представитель одной из двух групп ученых, работающих на коллайдере, Джо Инкандела.
Он, однако, отметил, что статистическая значимость комбинированного результата поисков во всех пяти каналах составляет 4,9 сигма - на 0,1 сигма меньше уровня открытия. При этом в двух из пяти каналов поиска частицы статистическая значимость превышает уровень в 5 сигма.
У группы ATLAS немного другие данные: как сообщила ее представитель Фабиола Джианотти, "мы видим ясные свидетельства существования новой частицы, с уровнем значимости 5 сигма (что соответствует уровню открытия - Прим. ред.), с массой около 126 гигаэлектронвольт".
В свою очередь генеральный директор CERN Рольф Хойер резюмировал, что обнаруженная новая частица обладает всеми характеристиками бозона Хиггса и, скорее всего, ею и является, но нужно время, чтобы это подтвердить. "Не будь я ученым, я бы сказал: "Мы нашли его", - признался Хойер, добавив, что поскольку он - именно ученый, он не будет делать таких заявлений. "Мы нашли бозон, теперь мы должны узнать его характеристики. Это начало нового пути, по которому мы пойдем", - заключил он.
Но автор гипотезы "божественной частицы", 89-летний профессор Питер Хиггс, который лично присутствовал на семинаре, радостно приветствовал открытие. По его словам, он никак не ожидал, что в его жизни случится нечто подобное, и поражен тем, что подтверждение его теории 1964 года получено "так стремительно", сообщает в онлайн-репортаже The Guardian. Ученый добавил, что уже попросил родных охладить шампанское, чтобы отметить это событие.
Открытие испортили утечками
Примечательно, что еще до семинара произошел целый ряд утечек. "Я могу подтвердить факт обнаружения частицы, соответствующей теории бозона Хиггса", - заявил на пресс-конференции в Лондоне в среду исполнительный директор британского Совета по науке и технологии Джон Уомерсли, которого процитировало агентство Reuters.
А накануне в Сети было размещено видеообращение Джо Инканделы, который в нем заявляет: "Мы наблюдаем новую частицу, у нас есть достаточно сильные свидетельства, чтобы говорить об открытии". Впрочем, он добавил: "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", - процитировало его во вторник вечером РИА "Новости".
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.
Однако, как отметило агентство France Presse, это видео, записанное в лаборатории CERN, было обнародовано раньше времени по ошибке. Сначала оно появилось на сайте Science News, затем разошлось по другим ресурсам. В Европейском центре немедленно отреагировали, заявив, что это лишь одна из записей, сделанных в преддверии научного семинара, и что заранее неизвестно, что в итоге будет на нем объявлено.
В опережение официального пресс-релиза выступил и известный российский исследователь из Института физики высоких энергий, работающий на Большом адронном коллайдере, член-корреспондент РАН Сергей Денисов. "Все характеристики зафиксированных экспериментальных событий совпадают с теми, которые можно было бы ожидать в процессах с образованием бозона Хиггса. Полученные в экспериментах результаты подтверждают механизм образования масс частиц в Стандартной модели, предложенный Петером Хиггсом 50 лет назад", - сообщил он "Московскому комсомольцу".
Трудности для ученых
Русская служба BBC со своей стороны замечает, что сила сигнала БАК слегка не дотягивает до необходимого уровня, чтобы можно было смело сказать об открытии. Результаты экспериментов позволяют говорить лишь о том, что исследователи максимально приблизились к подтверждению существования частицы Хиггса.
А ИТАР-ТАСС напоминает, что в декабре ученые CERN уже провели подобный семинар, на котором признали, что обнаружили признаки существования бозона Хиггса, однако пока не обладают необходимым количеством данных для того, чтобы подтвердить его существование. В этом году объем собранных данных увеличился втрое.
Бозон Хиггса - крайне короткоживущая частица, она живет ничтожно малое время и очень быстро распадается, рассказал агентству участник одной из групп ученых, работающих с БАК, старший научный сотрудник Физического института Академии наук (ФИАН) Владимир Тихомиров. Вариантов распада, или как их называют специалисты, каналов распада, довольно много, поэтому предсказать заранее, на какие частицы в каждом конкретном случае распадется "частица Бога" нельзя.
По его словам, детекторы на БАКе не могут зарегистрировать бозон Хиггса напрямую, но продукты его распада живут достаточно долго для того, чтобы быть зарегистрированными. Сложность в том, что те же самые частицы, на которые распадается бозон Хиггса, могут быть рождены и в результате процессов, которые к искомой "божественной частице" никакого отношения не имеют.
Что дальше
В научных кругах открытие новой частицы уже называют открытием 2012 года - видимо, это связано еще и с тем, что начиная с 2013-го БАК приостановит работу примерно на полтора года. Во время этого длительного перерыва будет происходить подготовка ускорителя к переходу на полную энергию. Запуск коллайдера на полную мощность поможет уточнить массу бозона Хиггса и другие данные, связанные с новой частицей.
Огромный интерес также представляет и поиск других гипотетических частиц, предсказываемых некоторыми теориями. Так что не исключено, что обнаружение бозона Хиггса - это лишь первый шаг в череде фундаментальных открытий, которые принесут эксперименты на БАК, надеются российские физики, участвующие в экспериментах на коллайдере.
О факте существования бозона Хиггса, который отвечает за массу элементарных частиц, впервые высказал предположение английский физик Питер Хиггс в 1960-е годы. Согласно теории, когда Вселенная начала остывать после Большого взрыва, сформировалась гипотетическая сила, известная как поле Хиггса, вместе с ее квантом - одноименным бозоном.
Это поле, пронизывающее всю Вселенную, объясняет появление массы у частиц, сформировавших атомы. Без его существования частицы просто носились бы в космосе со световой скоростью. Известно, что частицы, имеющие массу, разгоняться до скорости света не могут. Массу же они приобретают как раз когда соприкасаются с полем Хиггса.
Поскольку "поймать" бозон Хиггса невозможно, то единственный на сегодня способ подтвердить его существование - это собрать и проанализировать большой массив информации о столкновениях элементарных частиц и выявить особый "стереотип расщепления", который не может сопутствовать ничему, кроме "частицы Бога". Этим и занимаются ученые, работающие на БАК.
Большой адронный коллайдер построен на 100-метровой глубине на границе Франции и Швейцарии. Он представляет собой 27-километровый кольцевой туннель, в котором установлен ускоритель заряженных частиц в виде гигантской трубы. В ходе исследований в БАК в разные стороны запускают пучки протонов, которые разгоняются до огромных скоростей, близких к световым, после чего часть из них сталкиваются друг с другом, в результате чего и должны рождаться новые элементарные частицы.
