Как нашли бозон Хиггса

4 июля 2012 года специалисты Европейской организации по ядерным исследованиям (CERN) заявили, что ими наконец-то обнаружен бозон Хиггса. Существование такой гипотетической частицы было предсказано около пятидесяти лет назад, но получить практическое подтверждение этой гипотезе стало возможно только после запуска Большого адронного коллайдера.

В середине 60-х годов прошлого века мало кому известный преподаватель Эдинбургского университета Питер Хиггс предсказал существование особой частицы, которая является основой современной модели мироздания. Именно по этой причине бозон Хигса окрестили «частицей Бога». Экспериментально подтвердить факт существования частицы помог БАК – Большой адронный коллайдер, представляющий собой грандиозную установку для изучения элементарных частиц.

Хиггс предположил, что существует некая среда или «отягчающее» поле, пролетая через которое элементарные частицы начинают с ним взаимодействовать. Чем сильнее взаимодействие, тем медленнее прорывается через среду частица, и тем большей массой эта частица обладает. В кругах физиков возникла идея: посредством мощного ускорителя «отщипнуть» часть поля, устроив своеобразный «Большой Взрыв наоборот».

Согласно законам квантовой механики, предсказанное Хиггсом «отягчающее» поле состоит из квантов, являющихся одновременно как волной, так и частицей. Кванты гипотетического поля Хиггса получили в науке название бозонов.

Идея эксперимента состояла в том, чтобы мощным ударом разбить пару, состоящую из протона и бозона Хиггса. Это позволило бы увидеть освобожденный протон, превратившийся без специфической среды в фотон света и еще одну частицу – искомый бозон Хиггса.

Опыты начались в начале 80-х годов прошлого века на первом коллайдере, построенном Европейской организацией по ядерным исследованиям. Тогда найти бозон Хиггса не удалось, но было получено множество обнадеживающих промежуточных результатов. Впоследствии работы продолжились на Большом адронном коллайдере, построенном в районе Женевского озера. Новые эксперименты продолжались более одиннадцати лет и позволили откорректировать параметры исследований, а также определить диапазон измерений.

Несколько лет ожидания и значительные затраты на исследовательский проект принесли свои результаты. В официальном пресс-релизе CERN от 4 июля 2012 года было сделано осторожное заявление о том, что выявлены явные признаки существования новой частицы, вписывающейся в рамки выдвинутой Хиггсом теории. Несмотря на существующую небольшую вероятность ошибки, большинство физиков уверены, что поиски бозона Хиггса успешно завершены.