1. Механизм Хиггса

Представьте себе фуршет, в котором участвуют члены какой-либо политической партии, расположенные на одинаковом расстоянии друг от друга и разговаривающие только с рядом стоящими коллегами. Далее, в зал заходит лидер партии. Все оказавшиеся рядом с ним члены партии плотно обступают его. Проходя по залу, лидер притягивает к себе всех партийцев, к которым приближается, а остальные возвращаются на свои прежние места. Так как он постоянно окружён группой людей, возрастают его масса, а значит, и инерция его движения. Когда он двигается, его становится тяжелее остановить, а когда останавливается - тяжелее вновь привести в движение, ведь процесс группировки вокруг него происходит вновь и вновь. Если допустить, что всё это происходит в трёхмерном пространстве и с учётом сложных законов теории относительности, то это и есть механизм Хиггса. Чтобы придать частице массу, необходимо сформировать скальное поле, искажающееся в тех участках, через которые она проходит. Именно это искажение (а именно - сжатие поля вокруг частицы) и придаёт ей массу. Данная теория вытекает непосредственно из основ физики твёрдого тела. Свободного распространения поля по пространству не происходит ввиду того, что твёрдые тела содержат кристаллические решётки, состоящие из положительно заряженных атомов. По мере прохождения свободного электрона через такую решётку, к нему притягиваются атомы, в результате чего его масса возрастает аж в 40 раз. Гипотетическое поле Хиггса представляет собой подобную "решётку", наполняющую нашу Вселенную. Эта теория необходима, так как она позволяет объяснить причины наличия столь значительной массы у частиц-переносчиков слабого взаимодействия (Z и W бозоны) и отсутствия массы у частиц-переносчиков электромагнитного взаимодействия (фотоны).

2. Бозон Хиггса

Теперь представьте себе, что в том же зале среди стоящих на одинаковом друг от друга расстоянии партийцев начинает распространяться какой-нибудь слух. Стоящие у входной двери узнают слух первыми и собираются в группу, чтобы обсудить детали, после чего направляются к своим "соседям", которые тоже хотят войти в курс дела. По залу буквально проносится волна в виде последовательно собирающихся в группы людей. Эта волна может распространится по углам зала, либо принять форму компактного скопления людей, которые передают новость с одного конца зала на другой. Исходя из того, что информация переносится группами людей, и что (как было доказано) дополнительную массу лидеру партии придало именно скопление в группы, получается, что и эти группы людей, распространяющие слух, также обладают массой. То есть, и бозон Хиггса, согласно гипотезе, представляет собой не что иное, как подобное скопление внутри поля Хиггса. Нам будет намного проще поверить в существование описанного поля и механизма передачи массы частицами, если нам удастся увидеть сам бозон Хиггса. За аналогиями опять же можно обратиться к физике твердого тела. Волны скапливающейся материи могут распространяться по кристаллической решётке, вне зависимости от того, происходит ли движение электронов и притяжение к ним атомов или нет. Такие волны сами могут выступать в роли частиц. Они получили название "фононы" и, по сути, также являются бозонами. Есть вероятность того, что в нашей Вселенной действуют и механизм Хиггса, и поля Хиггса, но бозона Хиггса не существует. Так ли это, позволит узнать следующее поколение коллайдеров.

Источник: High Energy Physics

Перевод i-Russia.Ru