Знание-сила, 2007 № 10 (964) - страница 13
Так, осенью 2000 года из лаборатории ЦЕРН пришло известие, взволновавшее научный мир: при столкновении позитронов и электронов, разогнанных до невероятно большой скорости, похоже, обнаруживались следы хиггс-бозонов. Но подтвердить этот результат так и не удалось.
Понятно, с каким нетерпением физики ждут завершения строительства Большого адронного коллайдера. «Дни хиггс-бозонов сочтены», — слышится вновь и вновь.
Но если во время экспериментов на коллайдере удастся доказать существование хиггс-бозонов, значит ли это, что проблема массы элементарных частиц раз и навсегда будет решена?
Скорее, нет. Мы и тогда будем лишь самым схематичным образом представлять себе, как частицы приобретают массу. Непонятно, например, почему массы различных элементарных частиц разнятся. Почему у протона одна масса покоя, у нейтрона — другая, у электрона — третья?
Вопрос кажется таким же наивным, как и вопрос «Почему Иванов — блондин, Петров — брюнет, а Сидоров — рыжий?», которым задаются разве что первоклашки. Но ведь последний, на самом деле, приводит нас к одной из фундаментальных проблем мироздания — к осознанию того, что у всего живого есть уникальный генетический код, окрашивающий шевелюру того же Петрова в темные тона. Так что же «окрашивает» протоны с электронами, бороздящие всемирное поле Хиггса? «С открытием частиц Хиггса загадка существования массы фактически будет лишь отодвинута дальше в сторону», — полагает физик- теоретик Харальд Фрицш из Мюнхенского университета.
Тут даже не скажешь, что, обнаружив поле Хиггса, физики облегчат себе жизнь. Наоборот, они столкнутся со все новыми проблемами. Так, вычисляя плотность энергии Вселенной, пришлось бы неминуемо, в каждой ее точке, учитывать это вездесущее энергетическое поле, причем разница между тем, что наблюдают астрономы, и тем, что явствует из расчетов, еще больше увеличилась бы.
Чтобы объяснить эту разницу, приходится прибегать ко все новым гипотезам, например, предполагать, что пространство «истинного вакуума» до того, как его заполнило поле Хиггса, было повсеместно отрицательно искривлено. Мы опять вступаем в «сплошные физические потемки». Поиск частиц Хиггса в женевском коллайдере не поможет решить эту проблему — мы лишь убедимся в том, что сделали шаг в верном направлении (а физики почти не сомневаются в этом и сейчас). Но какие открытия нас ждут на этом пути?
Тип: кольцевой ускоритель, в котором будут сталкиваться преимущественно протоны. Назначение: поиск частиц Хиггса и суперсимметричных частиц.
Место расположения: ЦЕРН, Женева (Швейцария).
Размеры: периметр — 27 километров; ускоритель расположен в 50-150 метрах под землей.
Отличительная особенность: самой большой в мире ускоритель элементарных частиц.
Начало строительства: 2001 год.
Ввод в эксплуатацию: осень 2007 года.
Стоимость: 3,9 миллиарда евро.
Страны, финансировавшие строительство: Австрия, Бельгия, Болгария, Великобритания, Венгрия, Германия, Греция, Дания, Испания, Италия, Нидерланды, Норвегия, Польша, Португалия, Словакия, Финляндия, Франция, Чехия, Швейцария, Швеция.
В планировании и строительстве коллайдера принимали участие также исследователи из Израиля, Индии, Канады, России, США, Японии и некоторых других стран.
Как шутят физики, работа на новом ускорителе сродни плаванию Колумба: мы тоже ищем путь в Индию, но, возможно, обнаружим попутно что-то иное, например, суперсимметричные частицы (см. «З-С», № 8/02, с. 53). В самом деле, энергия соударений частиц в новом коллайдере будет так высока, что при их распаде могут обнаружиться частицы, чье существование предсказано теорией суперсимметрии. Их открытие станет важным шагом на пути к созданию Единой модели мироздания, которая объединит все известные нам фундаментальные взаимодействия.
Кстати, если принять существование суперсимметричных частиц, из него автоматически вытекает одно странное свойство поля Хиггса. Все другие виды полей добавляют Вселенной энергию, а поле Хиггса, как показали расчеты, ее убавляет. Иначе говоря, для того, чтобы Вселенная пришла в состояние с самой низкой энергией, все другие поля должны исчезнуть, а поле Хиггса, наоборот, должно существовать.