Научный взгляд на устройство вселенной
жүктеу/скачать 8,11 Mb. Pdf көрінісі
|
knocking on
| скаляр
*, с которым мы когда-либо сталкивались. В отличие от векторных ча- стиц, таких как кварки и калибровочные бозоны, скаляры, то есть частицы с нулевым спином, остаются неизменными при вращении или при движении относительно них вашей системы отсчета. До сих пор единственными частицами с нулевым спином оставались свя- занные состояния кварков, которые сами по себе обладают ненуле- вым спином. Мы не можем утверждать, что скаляр Хиггса существу- ет, пока он не появится и не оставит в детекторе видимых следов. После того как мы обнаружим (если обнаружим, конечно) бозон Хиггса и убедимся в его существовании, нам захочется по- знакомиться с его свойствами. Самое важное неизвестное — его масса. Важно узнать также о том, как и при каких условиях он распадается. Ожидаемые параметры нам известны, но нужно экспериментально определить, согласуются ли реальные данные с предсказанными. Это поможет нам понять, верна ли простая тео- рия, описывающая поле Хиггса, или это лишь часть более сложной теории. Измерив свойства бозона Хиггса, мы сможем заглянуть за пределы Стандартной модели. К примеру, если бы за нарушение электрослабой симметрии отвечало два поля Хиггса, а не одно, этот факт серьезно изме- * Скаляр (от лат. scalaris — ступенчатый) — величина, каждое значение которой может быть выражено одним (действительным) числом. Примерами скаляров являют- ся длина, площадь, время, масса, плотность, температура и т. п. — Прим. ред. БОЗОН ХИГГСА 365 нил бы наблюдаемые взаимодействия бозона Хиггса. В других моделях частота рождения бозона Хиггса может оказаться отлич- ной от ожидаемой. А существование других частиц, заряженных относительно взаимодействий Стандартной модели, могло бы по- влиять на относительную частоту различных вариантов распада бозона Хиггса. Это приводит нас еще к одной причине изучать бозон Хиг- гса — мы пока не знаем, как именно реализуется механизм Хиг- гса. В простейшей модели — той самой, что излагалась до сих пор в этой главе — экспериментальным сигналом должен служить один бозон Хиггса. Хотя мы уверены, что за массы элементарных частиц отвечает механизм Хиггса, мы пока не знаем точно, какой набор частиц участвует в его реализации. Большинство ученых до сих пор считают, что мы, скорее всего, обнаружим легкий бозон Хиггса. Если так и произойдет, это открытие станет важным под- тверждением важной идеи. Но в альтернативных моделях фигурирует более сложный сек- тор Хиггса, позволяющий сделать больше проверяемых прогно- зов. К примеру, модели суперсимметрии, речь о которых пойдет в следующей главе, предсказывают существование в этом секторе не одной, а нескольких частиц. При этом сам бозон Хиггса тоже предполагается обнаружить, но его взаимодействия будут отли- чаться от тех, которые предсказывает модель с одной частицей Хиггса. К тому же остальные частицы сектора Хиггса могли бы дать нам собственные интересные данные, если, конечно, они достаточно легкие и их можно получить. Некоторые модели даже предполагают, что фундаментальный скаляр Хиггса не существует, а механизм Хиггса реализуется более сложной частицей, причем не фундаментальной; сторонники этой модели считают, что эта частица представляет собой скорее связан- ное состояние других, более элементарных частиц — вроде спарен- ных электронов, придающих в сверхпроводящем материале массу фотону. Если дело обстоит именно так, то сложная частица Хиггса должна оказаться удивительно тяжелой, а по параметрам взаимо- действия отличаться от любого фундаментального бозона Хиггса. В настоящее время эти модели не пользуются особой популярно- 366 МОДЕЛИ, ПРЕДСКАЗАНИЯ И ОЖИДАЕМЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ стью, потому что их трудно согласовать со всеми имеющимися экс- периментальными данными. Тем не менее их тоже надо проверить. ПРОБЛЕМА ИЕРАРХИИ В ФИЗИКЕ ЭЛЕМЕНТАРНЫХ ЧАСТИЦ Надо сказать, что бозон Хиггса — лишь верхушка айсберга. Ка- ким бы интересным он ни был, его получение вовсе не является единственной целью ученых. Возможно, главный повод изучать масштаб слабого взаимодействия заключается в том, что никто не считает хиггс единственной неизвестной величиной. Физики предполагают, что бозон — лишь один из элементов гораздо более сложной модели, которая сможет многое рассказать нам о при- роде вещества и пространства. Дело в том, что бозон Хиггса — единственная ниточка, веду- щая нас к решению другой громадной загадки, известной как жүктеу/скачать 8,11 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|