О проекте
Нас блокируют. Что делать?

Зарегистрироваться | Войти через:

Политзеки | Свобода слова | Акции протеста | Украина | Свидетели Иеговы
Читайте нас:
На основном сайте Граней: https://graniru.org/Society/Science/m.72193.html

статья Бозон Хиггса потяжелел

Алексей Левин (Вашингтон), 10.06.2004
Реклама

Иллюстрация с сайта ЦЕРНа

Международный коллектив физиков, работающих на гигантском американском протон-антипротонном коллайдере "Тэватрон" (Tevatron), заново измерил массу t-кварка, которая оказалась несколько больше ранее принятого значения. Это объясняет негативный результат экспериментов по поиску так называемого бозона Хиггса, которые в конце прошлого десятилетия проводились в ЦЕРНе (CERN), Европейском центре ядерных исследований.

Современная Стандартная модель элементарных частиц утверждает, что все частицы, участвующие в сильных взаимодействиях, так называемые адроны, состоят из кварков и антикварков. Адроны с целым спином (мезоны) составлены из одного кварка и одного антикварка, в то время как барионы, адроны с полуцелым спином, состоят из трех кварков (а антибарионы - из трех антикварков). В настоящее время известно 6 кварков и 6 антикварков, причем есть основания считать, что других кварков и не существует. В состав обычной материи, иначе говоря, всех без исключения химических элементов, ядра которых образованы протонами и нейтронами, входят только два "легких" кварка, которые принято обозначать символами u и d. Остальные четыре кварка задействованы в структуре многочисленных экзотических частиц, которые наблюдают в космических лучах и получают на ускорителях.

Из всех кварков последним по счету был экспериментально зарегистрирован "тяжелый" t-кварк - это произошло 9 лет назад. Сотрудники "Тэватрона", открывшие этот кварк, первоначально определили его массу приблизительно в 175 Гэв (гигаэлектронвольт). Теперь эта величина пересмотрена в сторону увеличения. Новое усредненное значение массы t-кварка составляет 178 Гэв. Письмо с изложением полученных результатов опубликовано в журнале Nature от 10 июня.

Выявленный сдвиг массы t-кварка позволяет объяснить безуспешность поиска загадочной элементарной частицы - бозона Хиггса. Его существование в 1964 году предсказал шотландский физик-теоретик Питер Хиггс, однако многолетние попытки подтвердить его прогноз в эксперименте пока что ни к чему не привели. А открыть бозон Хиггса очень важно, поскольку его существование позволило бы объяснить, почему элементарные частицы имеют массу. Согласно современным взглядам, существует всеобъемлющее вакуумное силовое поле (поле Хиггса), средняя величина которого не равна нулю. Считается, что оно заполняет все пространство и что именно по этой причине все фундаментальные частицы приобретают массу. Частицы, которые сильно взаимодействуют с полем Хиггса, обладают большей массой, а слабовзаимодействующие - меньшей. В популярной литературе этот эффект часто сравнивают с движением тела в вязкой жидкости, но такое объяснение, конечно, сильно упрощает физическую реальность. Квантовые возбуждения хиггсовского поля проявляют себя как частицы с нулевым спином - их и называют бозонами Хиггса.

Коллайдер LEP. Иллюстрация с сайта ЦЕРНа В 2000 году физики из ЦЕРНа, работающие на 27-километровом кольцевом Большом электрон-позитронном коллайдере LEP (Large Electron Positron Collider), обнародовали фотографии превращений элементарных частиц, которые вроде бы свидетельствовали о реальности хиггсовского бозона, однако последующие эксперименты доказали преждевременность этого вывода. В то время считалось, что масса этой частицы не превышает 96 Гэв, что лежало в пределах возможностей церновского коллайдера. В то же время теоретические расчеты показывают, что даже небольшое увеличение массы t-кварка должно весьма значительно повышать массу хиггсовского бозона. Коль скоро теперь этот кварк "потяжелел" с 175 до 178 Гэв, теоретически вычисленная масса бозона Хиггса оказывается не меньше 117 Гэв, но может составлять и 251 Гэв. Это означает, что бозон Хиггса невозможно получить ни на одном ныне действующем ускорителе, так что выводы европейских физиков и в самом деле приходится признать ошибочными. Однако не будем огорчаться - сейчас ЦЕРН строит более мощный ускоритель, LHC (Large Hadron Collider) - Большой адронный коллайдер. Его энергии должно хватить и для долгожданной поимки хиггсовского бозона - конечно, если его масса вновь не подскочит. Новый суперускоритель ЦЕРНа будет запущен в 2007 году, так что ждать осталось уже недолго.

Источник:
DO Collaboration
A precision measurement of the mass of the top quark
Nature 429, 638 - 642 (10 June 2004)

Алексей Левин (Вашингтон), 10.06.2004


новость Новости по теме
Фото и Видео

Реклама


Выбор читателей