Мост към скрития свят: Бозон на Хигс в националната икономика

Могат ли богоните на Хигс да се използват по някакъв начин в науката или, вероятно, дори в технологиите (разбира се, ако могат да бъдат открити)? На пръв поглед тази идея е толкова смешна, че дори не си струва да се обсъжда. Въпреки това, не толкова отдавна никой не видя и най-малката възможност за практическо прилагане на предвидените от Максуел, но все още не открити електромагнитни вълни и дори вече открит електрон. Говори се, че Нилс Бор, предразположен към парадоксални формулировки, каза, че прогнозирането е трудно, особено когато става въпрос за бъдещето. Следователно няма да бързаме с изводите.

Тъмна вселена

Фактът, че обикновената барионова материя представлява около 5% от общата маса на нашата Вселена, сега се счита сред учените почти общопризнат факт. 23% попадат върху тъмната материя, която в космически мащаб се проявява само чрез гравитацията (и толкова ясно, че нейното разпределение в пространството вече е добре проучено). Общоприето е, че тъмната материя най-вероятно се състои от масивни и следователно нерелативистични (или поне не ултрарелативистични) частици, които нямат електрически заряд и са свързани с гравитационни и слаби взаимодействия с барионова материя. Останалите 72% от масата на света са записани за тъмна енергия, чиято природа е абсолютно неизвестна.

Отделни частици от тъмна материя все още не са открити в нито един експеримент. И това не е изненадващо, защото се предполага, че те взаимодействат много слабо с обикновената материя. Освен това разпределението на тъмната материя в пространството е разнородно и е възможно в близост до Слънцето да е просто много малко. Но физиците не губят надежда да хванат тези частици с наземни инструменти.

Скрит от гледката

Възможно е обаче да има материя и „по-тъмно“. Някои изследователи признават реалността на абсолютно екзотични полета и частици, които не са част от Стандартния модел и не участват в нито едно от четирите основни взаимодействия, известни на науката. За нас те изглежда изобщо не съществуват, защото не се проявяват с никакви силови ефекти. Можете да отидете още по-далеч и да предположите, че тези „супер тъмни“ или скрити частици са в състояние да образуват атоми, звезди и планети, вероятно дори обитавани.

Има ли начин да ги откриете? Надяваме се, че полетата на Хигс и техните кванти, Хигс бозони, ще дойдат по-добре. Според Джеймс Уелс, един от водещите теоретици на CERN, "нашето" поле на Хигс (полето на Стандартния модел) може да взаимодейства с "извънземни" полета от същия тип, които добавят маса към частиците от скрития свят. Тези взаимодействия ще позволят да се забележи нещо определено - макар и не самите частици, а само техните сенки. Факт е, че всяко поле на Хигс във всяка точка в пространството се определя изключително от неговия размер и няма разграничени посоки, за разлика от векторните полета на електричество и магнетизъм. Освен това полетата на Хигс проникват в цялото пространство без ограничения и затова са изключително чувствителни към най-малките колебания на енергия, които имат източници в скрития свят. Това означава, че по принцип бозоните на Хигс могат да се разпадат не само в известни частици, например Z0 бозони, но и в частици от скрития свят.


По-лек от белия дроб

Тъй като бозоните на Хигс са отговорни за масата на някои частици, идеята за промяна на силата на Хигсовото поле за промяна на масата на обектите на пръв поглед изглежда доста здрава. Кажете, ще бъде възможно да оборудвате самолета с някои преобразуватели на Хигс, за да ги улесните и да спестите гориво. Или дори да излязат с летящи коли без крила. Или може би дори да се люлеете на космически кораби! Уви, играта не си струва свещта. Почти цялата маса на атома е концентрирана в протоните и неутроните на ядрото. Масата на всяка от тези частици е малко по-малка от 940 MeV, докато кварките, които влизат в тях, възлизат на максимум 25 MeV: масите и на двете нуклеони са почти изцяло осигурени от глюонни полета. Дори да намалим наполовина масата от кваркове, ще постигнем малко. Освен това единственият възможен начин за манипулиране на полетата на Хигс изисква много високи енергии, еквивалентни на нагряване до квадрилион (1015) градуса. Така че ще бъде много по-просто и по-евтино да се разработят нови ултра леки материали на въглеродна основа. Е, с безкрилни летящи машини ще трябва да изчакат.

Механизмът на масово даряване с помощта на Хиггсови бозони демонстрира появата на маса във векторните бозони в теорията за електрослабите взаимодействия. По-късно, използвайки този механизъм, в теорията са въведени масите от кваркове и заредени лептони, както и безтегловността на глуоните.

Частици от нищото

Какво може да покаже експеримент? Да предположим, че някои бозони на Хигс, родени на Големия адронен колайдер, се разпадат точно в такива частици. Те ще бъдат силно нестабилни и ще пораждат потомствени частици. Благодарение на връзките между полетата на Хигс, сред тях може да има и такива, които се подчиняват на основните ни взаимодействия и следователно са уловени от детектори. Нещо повече, те ще възникнат не в мястото на гниене на бозона на Хигс родител, а някъде другаде. Може да се случи, че учените записват следи от новородени частици, които започват там, където е било невъзможно да се подозира съществуването на „истински“ предшественици на частици. И ако това се случи, хипотезата за скрития свят ще получи първо потвърждение.

Тази хипотеза изглежда като перфектна научна фантастика, но тя се обсъжда сериозно в научната литература. Така че може би скритият свят един ден ще се сбъдне.

Статията е публикувана в списанието Popular Mechanics (№ 3, март 2012 г.).

Препоръчано

Руските железници показаха нови автомобили с хотелски удобства
2019
Свръхзвукови крилати ракети
2019
Пожар в космоса: как става
2019