Бозон Хиггса и теория относительности⁠⁠

Согласно теории относительности Альберта Эйнштейна, энергия и масса эквивалентны. Это выражено в знаменитой формуле E=mc²

Масса может преобразовываться в энергию, и наоборот.

С примерами для преобразования массы в энергию проблем не возникает. Мы можем, например, рассказать о Солнце, об атомных электростанциях и т.д. Например, в атомном реакторе, в процессе ядерного деления урана происходит расщепление ядра урана на несколько частей, что сопровождается выделением большого количества энергии.

А вот каким образом энергия может преобразоваться в массу? Здесь несколько сложнее.

В Большом адронном коллайдере в ЦЕРНе сталкивались пучки частиц, разогнанных до околосветовых скоростей. Огромная кинетическая энергия этих частиц преобразуется в массу новых частиц, которые появляются в результате столкновения. Именно так был открыт бозон Хиггса.

Бозон Хиггса, поиски которого безуспешно велись с 1964 года, был экспериментально открыт в 2012 году, спустя полтора года начала работы Большого адронного коллайдера (БАК).

Эта частица является квантом вакуумного поля и обеспечивает массу всем известным массивным элементарным частицам.

Физические поля, например электромагнитное, знакомы всем. Разница с полем Хиггса в том, что, если убрать источник электромагнитного поля, то оно исчезнет. А вот поле Хиггса нигде не равно нулю, т.е. присутствует везде и всегда.

Чем сильнее частица взаимодействует с полем Хиггса, тем она массивнее. Частицы, не взаимодействующие с этим полем, не имеют массы, как, например, фотоны (хотя мы точно не знаем, что же такое фотон - частица или волна).

В апреле 2015 года, после двухлетнего перерыва, неугомонные учёные из ЦЕРН снова запускают БАК https://habr.com/ru/articles/374869/

Одной из заявленных целей второго запуска БАК стал поиск тёмной материи. Пока найти тёмную материю учёным не удалось.

Бозон Хиггса — это своеобразный бизон в мире элементарных частиц, массивная и до поры неуловимая цель для физиков-экспериментаторов. Его открытие стало триумфом Стандартной модели физики элементарных частиц, подтвердив существование поля, пронизывающего всю Вселенную и наделяющего частицы массой.

Возможно, бозон Хиггса играет роль в формировании темной материи, либо взаимодействует с ней каким-то образом.

Бозон Хиггса, с массой примерно в 125 ГэВ (гигаэлектронвольт), примерно в 130 раз тяжелее протона, который является одним из компонентов атомного ядра.

Чтобы понять, насколько это много, представьте себе атом водорода, состоящий из одного протона и одного электрона. Масса электрона пренебрежимо мала по сравнению с протоном, поэтому массу атома водорода можно приблизительно считать равной массе протона. Таким образом, бозон Хиггса более чем в сто раз массивнее самого простого атома.