Полвека искали и, наконец, нашли. Недостающий элемент стандартной модели физики элементарных частиц. И какой прок человечеству от этой сенсационной находки? Пригодится ли вообще человечеству бозон Хиггса? Когда и зачем? Об этом рассказал академик РАН Валерий Рубаков в совместной программе "Полит.ру" и радио "Вести ФМ" "Наука 2.0".
Кузичев: Дорогие друзья, предлагаем вашему вниманию вторую программу цикла "Встречи с Валерием Рубаковым". Такой вот спонтанно родившийся цикл в рамках проекта "Наука 2.0" - совместного проекта радиостанции "Вести ФМ" и портала Полит.ру. Борис Долгин и Анатолий Кузичев в качестве ведущих программы. И вот Валерий Анатольевич - наш собеседник. Академик РАН, доктор физико-математических наук, заведующий кафедрой физики частиц и космологии физического факультета МГУ. Я подумал, что первый вопрос спрошу, что такое "космология физического факультета". А потом понял, что это "космологии физического факультета МГУ". Главный научный сотрудник отдела теоретической физики Института ядерных исследований РАН. Сегодня, господа, будем говорить об элементарных частицах и частице - о бозоне Хиггса, и вообще.
Долгин: Что это, в связи с чем это, почему такое внимание.
Кузичев: Нет, в связи с чем - это понятно как раз, вот в связи с чем - все понятно.
Долгин: Нет, ну формальный информационный повод понятен - Нобелевская премия.
Кузичев: Да, Нобелевская премия.
Долгин: Но почему вообще такое внимание именно к бозону Хиггса, какое место вообще это занимает в построении какой-то картины мира физической, и так далее.
Рубаков: Ну, вы знаете, то, что бозон Хиггса открыли, а произошло это, объявление об этом было сделано 4 июля 2012 года, вот совсем недавно.
Кузичев: Полтора года назад, да.
Рубаков: Полтора года назад. Значит, это на самом деле событие очень знаковое, и фактически оно означает завершение создания, точнее подтверждение, скажем так, теории элементарных частиц на ее современном этапе. Эта теория называется очень так неудачно - стандартная модель физики частиц.
Кузичев: А почему неудачно?
Рубаков: Все-таки это не модель, это теория. Это теория, которая прекрасно описывает огромное многообразие экспериментальных данных, описывает все фактически, что наблюдается в мире элементарных частиц. И вот бозон Хиггса был ее последним не открытым звеном, недостающим звеном.
Кузичев: А, теоретически предсказанным...
Рубаков: Он был теоретически предсказан еще очень давно, еще в середине 60-х годов. Его в течение, ну начиная, наверное, с середины или с конца 70-х годов, искали, не могли найти, не могли обнаружить.
Кузичев: А как физики ищут частицы? Вот как они ищут? Созваниваются: ничего не видел? - Не видел... Ну как это, как можно искать частицы?
Рубаков: Как можно искать частицы? Ну вот давайте на примере бозона Хиггса, как его нашли, и это на самом деле характерно вообще для физики элементарных частиц. Значит, ну вот есть большой огромный коллайдер, это машина в Церне, которая разгоняет до гигантских энергий протоны друг навстречу другу, значит, эти протоны сталкиваются. А в мире элементарных частиц характерное явление - это рождение новых частиц в столкновениях и распады частиц. Ну, большинство элементарных частиц, они не стабильны, распадаются на какие-то другие, более легкие частицы. Поэтому, значит, в столкновениях протонов в данном случае рождается очень много разных частиц, и в том числе редко, но образуется и вот бозон Хиггса. Значит, он рождается, после этого он нестабилен, он довольно быстро распадается. Значит, и можно, изучая продукты, которые в конце концов попадают в детектор, увидеть, что да, произошел распад этой частицы, скажем, на два фотона. Вот один из таких хороших примеров распада, который использовался для поиска бозона Хиггса, это его распад на два фотона. Значит, надо найти два фотона с правильной энергией, с правильным импульсом, посмотреть на их свойства, на их энергию импульса, сложить некую комбинацию, и вы должны получить массу распадающейся частицы. Ну, это некие простенькие кинематические формулы.
Кузичев: Так.
Долгин: Это путь к зверю по следам.
Рубаков: Ну да, путь к зверю по следам.
Кузичев: Помните, извините, вот у Алексея Семихатова, он придумал отличную совершенно метафору того, как они, так сказать, обнаруживают частицы. Их же увидишь же?
Рубаков: Нет, не увидишь.
Кузичев: Вот, говорит он... Ну, просто мне кажется, очень хороший образ. Вы представьте, что у вас есть кошка, но невидимая. И чтобы понять, дома она или нет, вы анализируете. А вы знаете все ее привычки, вы смотрите: так, сначала насыпаете ее любимый корм - сожрала, скорее всего она. Потом она дерет кресло в тех местах (она невидимая, кошка), где обычно ваша кошка. И у вас вот, значит, набирается там доказательств таких вот сотни и тысячи, и вы понимаете, что это она. Потому что по совокупности любимого корма, так сказать, как это называется, обдирание кресла в том месте, где... и так далее, вы понимаете: да, это она. Но вы ее не видите, но знаете, что она тут. Это очень смешно мне показалось.
Рубаков: Ну, да, это нормальная, хорошая метафора. Действительно у этого бозона Хиггса было предсказано, ну фактически все свойства его предсказаны были. Он же распадается по-разному: иногда распадается на два фотона, иногда распадается на два электрона и два позитрона. И все эти вероятности распадов, они все предсказываются в рамках стандартной модели. И есть разные механизмы, как говорят, рождения этого бозона Хиггса, есть разные способы, как на элементарном уровне он рождается. И по тому, что вы видите реально в детекторе, вы действительно можете убедиться, что это та самая частица, которая была предсказана. Ну, с какой-то, конечно, точностью. Это эксперимент, значит, всегда есть конечная точность, это не абсолютно точное измерение, но тем не менее, значит, вот видно, что те свойства, которые были предсказаны, и те, что удалось проверить, их не так много, но тем не менее какие-то удалось проверить, они соответствуют друг другу.
Кузичев: Понятно.
Главным признаком массы является способность взаимодействовать с гравитационными полями. При этом обнаружено, что ближайший родственник масс - их вес зависит от скорости их движения. Этот момент указывает, что физические тела обладают гравитационными зарядами, активность которых падает при росте скорости движения конкретных масс. Такой эффект первым обнаружил Ж. Рише, но его до сих пор игнорируют. Хотя известно, что световые фотоны взаимодействуют с гравитационными полями, что свидетельствует о том световые фотоны содержат элементарные массы. Из известных видов энергии, между элементарными реликтовыми фотонами и переносчиками гравитационной энергии, на роль элементарных масс могут претендовать только элементарные структуры магнитных полей. Так что можно предположить, что гравитационными зарядами обладают именно элементарные магнитные структуры. Руководствуясь такой логикой я предположил, что в природе существуют и масс- магнитные структуры в водородном состоянии, т.е. обладающие попутчиком в виде гравитационной структуры. Их удобно назвать переносчиками магнитогравитационной энергии, которая по ряду признаков должна покорять пространство со скоростью значительно большей скорости света. И, что оказалось такой вид энергии уже открыл А.Н. Козырев.
Как это проверить?