⚛ Бозон Хиггса — это краеугольный камень Стандартной модели физики, теория, которая описывает фундаментальные строительные блоки Вселенной и силы, действующие между ними (кроме гравитации).

🔬 Что такое бозон Хиггса?
Это квант части так называемого поля Хиггса, которое пронизывает всё пространство. Согласно теории, частицы приобретают массу именно благодаря взаимодействию с этим полем. Без бозона Хиггса элементарные частицы были бы безмассовыми, а значит, не было бы атомов, звёзд, планет и самой жизни.

🚀 Почему это так важно?
До 2012 года существование поля Хиггса и самого бозона было только гипотезой. Открытие частицы стало последним недостающим звеном Стандартной модели, подтвердив, что наше понимание микромира корректно… хотя и не полное. Это открыло путь к поиску новой физики за пределами Стандартной модели — например, тёмной материи, теории струн(привет, ТБВ) или объяснению, почему гравитация столь слаба по сравнению с другими силами.

🏗 Как это нашли?
Чтобы «поймать» бозон Хиггса, физики в ЦЕРНе построили Большой адронный коллайдер (БАК) — самый мощный ускоритель частиц в мире. Он разгоняет протоны до околосветовой скорости и сталкивает их лоб в лоб. В миллиардах столкновений, в короткие доли секунды, рождаются экзотические частицы, включая бозон Хиггса.

❓ Интересно узнать об этом поподробнее?)

=====================================
👇👇Наш канал на других площадках👇👇
YouTube | VkVideo | Telegram | Pikabu
=====================================

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.

Эксперимент LHCb совершил прорыв в точной физике на Большом адронном коллайдере (БАК). В новой статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters и доступной в настоящее время на сервере препринтов arXiv, коллаборация LHCb сообщает о первом специальном измерении массы Z-бозона на БАК с использованием данных о столкновениях протонов при высоких энергиях, зарегистрированных в 2016 году во время второго запуска коллайдера.

Z—бозон - это массивная электрически нейтральная частица, которая является посредником между слабыми ядерными взаимодействиями - одним из фундаментальных взаимодействий в природе. Обладая массой около 91 миллиарда электронвольт (ГэВ), он входит в число самых тяжелых известных элементарных частиц.

Открытый в ЦЕРНе более 40 лет назад, наряду с W—бозоном, Z-бозон сыграл центральную роль в подтверждении стандартной модели физики элементарных частиц - прорыве, который привел к присуждению Нобелевской премии по физике в 1984 году. Точное измерение его массы остается важным для тестирования стандартной модели и поиска признаков новой физики.

Новое измерение на БАК основано на выборке из 174 000 Z-бозонов, распадающихся на пары мюонов, более тяжелых родственников электрона. В результате измерений масса составила 91 184,2 миллиона электронвольт (МэВ) с погрешностью всего в 9,5 МэВ, или около сотых долей процента.

Результат согласуется с измерениями, проведенными на электрон–позитронном коллайдере LEP, предшественнике БАК, и экспериментом CDF на бывшем протон–антипротонном теватронном коллайдере в США. Кроме того, это соответствует точности предсказания стандартной модели, неопределенность которого составляет 8,8 МэВ.

Измерения LHCb показывают, что этот уровень точности может быть достигнут на БАКЕ, несмотря на сложную среду протон–протонных столкновений, в которой одновременно образуется множество частиц.

Это достижение открывает двери для дальнейших исследований массы Z-бозона на БАК и будущих БАК с высокой светимостью, включая долгожданный анализ результатов экспериментов ATLAS и CMS. Важно отметить, что экспериментальные погрешности при измерении массы Z-бозона в значительной степени независимы во всех экспериментах на БАКЕ, а это означает, что среднее значение измерений будет иметь меньшую погрешность.

"БАК с высокой светимостью потенциально может поставить под сомнение точность измерения массы Z-бозона с помощью LEP — то, что казалось немыслимым в начале программы LHC", - говорит представитель LHCb Винченцо Вагнони (Vincenzo Vagnoni). "Это проложит путь для предполагаемых будущих коллайдеров, таких как FCC-ee, для достижения еще большего скачка в точности".

В этом видео мы объединяем три захватывающие темы: гипотезу гравастаров, теорию бозонных звезд и парадокс исчезновения информации. Эти экзотические объекты предлагают альтернативный взгляд на массивные гравитационные тела и могут объяснить некоторые загадки Вселенной. Вы узнаете, что такое гравастары — гипотетические структуры, состоящие из квантовой материи, удерживаемые вакуумными эффектами, и почему они могут заменить классическую модель горизонта событий. Затем мы рассмотрим бозонные звезды — объекты, состоящие не из атомов, а из частиц-бозонов, которые подчиняются совершенно иным физическим законам. Они могут внешне напоминать массивные компактные объекты, но обладают принципиально иной внутренней структурой. Наконец, мы разберем парадокс исчезновения информации — одну из самых сложных проблем современной физики. Может ли существование этих альтернативных объектов помочь разрешить эту загадку и дать нам новое понимание квантовой гравитации?

Представьте, что этот бозон — как невидимый шёлк, который пронизывает всё вокруг. Он помогает всем частицам, будь то маленькие атомы или что-то побольше, «приклеиться» друг к другу и держаться. Это как когда мы с соседками на лавочке сидим и болтаем. Мы, вроде, каждая по себе, но нас всех объединяет одна вещь — желание поговорить и посидеть вместе. Так и частицы, они все друг с другом взаимодействуют благодаря этому бозону.

Вот только не думайте, что всё так просто. Сам бозон, как настоящий вредитель, трудно поймать и увидеть. Ученые даже целый коллайдер строили, чтобы его разглядеть. Это огромная штука, в которой частицы бегают, почти как в уличной гонке, и когда они сталкиваются, тогда появляется тот самый бозон.

Короче, всё это как большая тайна, которую учёные разгадывают. А я, как простая женщина, понимаю только одно — без этого бозона наш мир был бы как дом без фундамента. Всё болталось бы на месте, и не было бы того, что мы называем стабильностью.

Вот такая вот квантовая механика, непонятная и запутанная, но, оказывается, важная для всего, что нас окружает.