Що таке бозон Хіґґса (Гі́ґґза)

Бозон Хіггса — елементарна частинка, квант поля Хіггса, що з необхідністю виникає в Стандартній моделі внаслідок хіггсового механізму спонтанного порушення електрослабкої симетрії.

Увага: Через позицію правовласника щодо вмісту дане відео українською було видалене з Ютуб каналу "Цікава наука". Ви зможете знайти його на Толоці.

Без сумніву, найбільш захопливим науковим досягненням 2012 року було відкриття в лабораторії ЦЕРНу нової частинки — бозона Хіггса, названого так на честь фізика Пітера Хіггса.
Вважається, що поле Хіггса надає масу фундаментальним частинкам, як от кваркам і лептонам, з яких складається звичайна речовина.
Бозон Хіггса є коливанням чи збуренням поля.
Це нагадує горб хвилі, що поширюється мотузкою, коли її хтось різко смикає.
Але як же це поле надає масу частинкам?
Якщо це звучить дивним для вас, то ви не самотні.
У 1993 британський міністр науки запропонував вченим придумати просто пояснення усім цим речам, пов’язаним з полем Хіггса.
Винагородою була пляшка хорошого шампанського.
Пояснення, яке перемогло, звучало приблизно так:
Припустимо, в ЦЕРНі відбувається велика вечірка, на якій присутні вчені-фізики, що досліджують елементарні частинки.
Цей натовп фізиків являє собою поле Хіггса.
Якщо б раптом на вечірці з’явився податковий інспектор, ніхто б не хотів з ним спілкуватися, і він зміг би дуже легко перетнути кімнату, щоб дістатися до бару.
Податковий інспектор не взаємодіятиме з натовпом схожим чином, як деякі частинки не взаємодіють з полем Хіггса.
Частинки, які не взаємодіють, як, наприклад, фотони, називаються безмасовими.
А тепер припустимо, що в цю ж кімнату увійшов Пітер Хіггс, можливо у пошуках кухля пива.
У цьому випадку вчені зразу ж скупчаться навколо Хіггса, щоб обговорити з ним свої зусилля у вимірюванні характеристик бозона, названого на його честь.
Через те, що Хіггс буде сильно взаємодіяти з натовпом, переміщуватися по кімнаті він буде повільно.
Продовжимо нашу аналогію.
Пітер Хіггс став масивною частинкою саме через його взаємодію з полем.
Тож, якщо натовп — це поле Хіггса, то як сам бозон вписується у все це?
Уявимо, що наш натовп рівномірно розподілиться по всій кімнаті.
Тепер припустимо, що хтось просовує голову у двері, щоб повідомити останню звістку про відкриття в якійсь віддаленій конкуруючій лабораторії.
Люди, що стоять біля дверей, почують її, а от люди на великій відстані — ні.
Тож вони будуть рухатися ближче до дверей, щоб запитати.
У результаті, в натовпі утвориться група.
Коли люди почують новину, вони почнуть повертатися на початкові позиції, обговорюючи почуте, але тоді люди, що стоять далі, почнуть запитувати, що відбувається.
Результатом буде скупчення в натовпі, яке переміщуватиметься кімнатою.
Це скупчення аналогічне бозону Хіггса.
Важливо пам’ятати, що масивні частинки не взаємодіють сильніше з Хіггсовим полем.
За нашою аналогією всі частинки однакові до того, як вони зайдуть до кімнати.
Пітер Хіггс і податковий інспектор мають нульову масу.
Саме взаємодія з натовпом призводить до набуття ними інертної маси.
Повторимо це ще раз.
Інертна маса з’являється в результаті взаємодії з полем.
Підсумуємо.
Частинка отримує більше або менше маси в залежності від того, як вона взаємодіє з полем, так само як різні люди рухатимуться крізь натовп з різною швидкістю в залежності від власної популярності.
А бозон Хіггса — це збурення в полі.
Він як звістка, що рухається кімнатою.
Звісно ж, ця аналогія — це лише аналогія, але це найкраща аналогія на сьогодні.
Отож, це все.
Ось, що таке Хіггсове поле і бозон Хіггса.
Наступні дослідження покажуть нам докладніші відомості й тоді, напевно, нагорода буде більшою, ніж просто пляшка шампанського.