För nästan ett halvt sekel sedan lade den skotske fysikern Peter Higgs fram en hypotes om förekomsten av någon subatomär elementarenhet, den sista i en serie elementarpartiklar, uppkallad efter vetenskapsmannen Higgs boson.
Hur och varför de sökte efter bosonen
Under lång tid släppte inte partikeln forskarnas sinnen. Betraktad som den sista länken i den moderna teorin om elementarpartiklar, var den tänkt att hjälpa till att förklara förekomsten av gravitation och massan av andra elementära modeller. Massan av Higgs-bosonen har dock förblivit ett mysterium, trots exakta beräkningar, men ungefär lika med 26 gigaelektronvolt eller 133 protoner.
Upptäckten av partikeln var nödvändig för att underbygga teorin om existensen av ett visst Higgs-fält, som, enligt fysikernas antaganden, fyller hela utrymmet i universum, det är inom detta fält och på grund av interaktion med det som alla fundamentala partiklar får massa eller förblir viktlösa.
Den mystiska bosonen upptäcktes av forskare vid European Centre for Nuclear Research den 4 juni 2012 inuti Hadron Collider efter årtionden av intensiva experiment och sökningar. Installationen, värd mer än 6 miljarder dollar, låg i en 27 kilometer lång tunnel under jord och består av många ringar och boosters.
Higgs-bosonen i enkla ordalag: klar som två gånger två
I 50 år fick den "efemära" partikeln stor betydelse. Dess betydelse fastställdes vara så betydande att det enligt Higgs, utan att bevisa bosonens existens, var omöjligt att korrekt och korrekt tolka teorin om interaktionen mellan andra elementarpartiklar med varandra. Vad är Higgs-bosonen i enkla termer? Teorins skapare var benägen att definiera den som en "gudomlig partikel", och amerikanen och nobelpristagaren Leon Lederman höll med honom.
Det finns flera hadronkrockare, men det var den stora som deltog i Higgs-experimenten. Denna inställning är verkligen unik.
- tunneln passerar under Frankrike och Schweiz;
- djupet på kollideraren under jorden varierar från 50 till 175 meter;
- mer än 10 tusen begåvade forskare från hundra länder, inklusive Ryssland, deltog i designen;
- längden på den viktigaste delen av uppfinningen – huvudaccelerationsringen är 26258 meter;
- konstruktionen inkluderar 4 detektorer för huvudlasten och 3 för extrautrustningen;
- byggandet påbörjades 2001, men de första projekten utvecklades redan 1984, och det tog cirka 15 år för de slutliga beräkningarna och upprättandet av dokumentation;
- ett av huvudinstrumenten – en elektromagnetisk kalorimeter – är en vägg som mäter 6 gånger 7 meter, bestående av 3300 block;
- Enheten fick sitt namn på grund av förmågan att accelerera hadroner – tunga kvargpartiklar.
Huvudsyftet med att bygga anläggningen var att bekräfta hypotesen och söka efter bosonen, men det behövs också för att studera de grundläggande interaktionerna mellan partiklar.
Higgs-bosonen: enkla ord om komplexet
Varför behövdes annars forskning för att hitta Higgs-bosonen? Med enkla ord skulle teorin om existensen av elementarpartiklar och deras interaktion göra det möjligt för forskare att förklara den så kallade Big Bang-teorin, nämligen att inte bara förstå mekanismen för universums uppkomst från en molekyl, utan också att avancera för att lösa problemet med antimaterias existens, vilket passar in i en fråga: "om det finns materia, varför finns det då ingen motsats?
Flera experiment, krönta med framgång i slutändan, avslöjade att även om bosonen existerar är den extremt instabil och sönderfaller till flera stabilare partiklar på en bråkdel av en sekund. Men sannolikheten att Higgs-bosonen bara är en fantasi är bara en på 3,45 miljoner.
Hur de sökte efter Higgs-bosonen, video: