Точно преди десет години физиците от ЦЕРН (Европейската организация за ядрени изследвания) обявиха, че са открили нова елементарна частица – Хигс бозон, чието съществуване е предсказано от Стандарния модел. При експериментите ATLAS и CMS в Големия ускорител на частици (Големия адронен колайдер LHC) в ЦЕРН е наблюдавана експериментално частица с характеристиките на Хигс бозон според Стандартния модел (теоретичния модел на физиката на елементарните частици). Откритието от 4 юли 2012 г. потвърждава хипотезата от 1964 г. на Питър Хигс и на Франсоа Англер, които работят независимо един от друг, че в пространството съществува поле, свързано с бозона, което дава маса на елементарните частици при взаимодействието им с него. Благодарение на това съществуват звездите, планетите и животът изобщо. Експериментът в ЦЕРН доказва тази хипотеза и през 2013 г. Хигс, чието име носи елементарната частица, и Англер са отличени с Нобелова награда.
А работата в ЦЕРН продължава. Серия от експеримента потвърждава съществуването на Хигс бозона, както и на множество други компоненти на Стандартния модел като взаимодействието на Юкава, което е различно от всички други в Стандартния модел.
Експериментите ATLAS и CMS измерват масата на Хигс бозона с невероятна точност до една милионна част на 125 милиарда електронволта (GeV), която е абсолютна константа в природата. Заедно с масата на топ кварките – най-тежката сред известните елементарни частици и с други параметри, масата на Хигс бозона определя стабилността на вакуума във Вселената.
"Целта ни е да научим не само как, но и защо се случват нещата в природата, във Вселената", каза на пресконференция по повод годишнината от откриването на Хигс бозона Джан Джудиче, ръководител на отдела по теоретична физика в ЦЕРН. След откриването на Хигс бозона се опитваме да разберем защо той се държи така, да разберем природата на по-високо ниво, сега започваме да откриваме отговорите на въпроса „защо” и трупаме познания за фундаменталните принципи в природата, каза той. И даде пример за това как преди десет години познанията за тъмната материя били ограничени, но след откритието на Хигс бозона „всичко това е променено, разполагаме с нова информация и я анализираме”.
Хигс бозонът е перфектният инструмент за изследване на природата, каза Лука Малджери, ръководител и говорител на експеримента CMS в ЦЕРН.
„Откритието на Хигс бозона бе монументален крайъгълен камък във физиката на елементарните частици. Той бележи края на десетилетни изследвания и началото на нова ера в проучването на тази частица”, заяви Фабиола Джаноти, генерален директор на ЦЕРН и ръководител на проекта ATLAS преди десет години, когато е направено откритието.
В отговор на въпрос на БТА дали учените са получили резултати, които да потвърдят експерименталния резултат от миналата година, че красивите кварки не се държат според очакванията на Стандартния модел, което би могло да означава съществуване на неизвестни частици или взаимодействия между елементарните частици, ръководителят на експеримента LHCb Крис Паркс обяви, че очаква новите опити, които предстоят в Големия адронен колайдер, да подадат на учените нова информация, с която да се докаже или отхвърли хипотезата за отклонение от Стандартния модел и „какво се случва с тези интригуващи знаци, с които разполагаме досега”.
По отношение на хипотези и теории, които са различни от Стандартния модел, директорът на ЦЕРН Фабиола Джаноти каза, че „ние искаме да разберем как действа природата, а не да подлагаме на изпитание различни теории”.
„Моята цел би била да разбия всички съществуващи теории, за да можем да научаваме повече и повече за света. Има много въпроси без отговори”, беше отговорът на Лука Малджери.
Хиляди научни статии сме публикували през последните години, в ЦЕРН правим открития всяка седмица, част от тях са отвъд Стандартния модел, но основно установяваме как точно този модел функционира, добави Паркс.
Откакто Големият адронен колайдер започва да сблъсква протони с рекордно висока сила и ускорение през 2010 г., благодарение на безпрецедентната чувствителност и прецизност на основните експерименти, в ЦЕРН са открити над 60 частици, предсказани от Стандартния модел, като екзотичните „тетракварки” и „пентакварки”. Освен експериментите, открили отклонения от Стандартния модел, физиците изследват и кварк-глуонната плазма (кварковата супа), която изпълва Вселената при зараждането й. Открити са и частици извън Стандартния модел като градивни елементи на тъмната материя, която дава преобладаващата част от масата във Вселената.
„Откритията във физиката на частиците не се изчерпват само с откриването на нови частици”, каза директорът по изследванията в ЦЕРН Йоахим Мник. „Резултатите, получени от Големия адронен колайдер през последното десетилетие, ни дават възможност да напреднем с бързи крачки в разбирането си за елементарните частици и техните взаимодействия”.
„Самият Хигс бозон може да ни насочи към нови феномени, които биха могли да имат отношение и към тъмната материя”, каза Лука Малджери. За учените в ЦЕРН десетилетието след откритието на Хигс бозона означава не приключване на определен етап в работата им, а постоянно разширяване на научната им дейност. Това става възможно чрез усъвършенстването на Големия адронен колайдер и проучването на възможностите за изграждане на ново съоръжение – Бъдещия кръгов колайдер. Тези машини са от голяма полза за обществото, каза Джан Джудиче.
Технологиите с високоенергийно сблъскване на частици са довели до откритията, които днес са част от всекидневието на човечеството – световната компютърна мрежа, ПЕТ скенерите, акселераторите за адронна терапия на онкологични заболявания.
Пандемията от новия коронавирус ни показа нещо много полезно – че за да се справим с научните предизвикателства пред нас, е нужно сътрудничество между учените от различни сфери, между обществения и частния сектор, каза в отговор на въпрос на БТА Фабиола Джаноти. Хиляди специалисти от цял свят работиха по време на пандемията, за да получим необходимите компоненти за обновяването на колайдера, добави Крис Паркс. Това е триумф на сътрудничеството в науката, каза той.
