Напевно, багато хто чув про бозон Гіггса, який було відкрито зовсім нещодавно. То ж розказуємо, що це таке.
Чому електрон має масу, а фотон — ні? Сучасна фізика вважає, що відповідь прихована в особливому невидимому полі, яке заповнює абсолютно весь Всесвіт. Це поле Гіггса, яке можна порівняти з невидимим океаном, який існує всюди. Різні елементарні частинки взаємодіють із цим полем по-різному. Одні взаємодіють дуже слабо, інші — значно сильніше. Чим сильніше частинка взаємодіє з полем Гіггса, тим більшою є її маса. А бозон Гіггса — це його крихітне збудження, тобто частинка, яка виникає в полі Гіггса так само, як фотон є збудженням електромагнітного поля.
На відміну від більшості інших фундаментальних полів, поле Гіггса не «вимикається» навіть у порожньому просторі. Воно постійно має ненульове значення й заповнює весь Всесвіт. Саме тому будь-яка частинка взаємодіє з ним незалежно від того, де вона перебуває.
Поле Гіггса не створює матерію. Воно лише визначає, якою буде маса вже існуючих фундаментальних частинок. Наприклад, електрон досить сильно взаємодіє з полем Гіггса, тому має масу. Кварки взаємодіють із ним по-різному, тому мають різні маси. А фотон взагалі не взаємодіє з полем Гіггса, тому його маса дорівнює нулю. Саме тому світло завжди рухається зі швидкістю світла, а електрони — ні.
Ідею такого поля майже одночасно запропонували кілька незалежних груп фізиків у 1964 році. Найвідомішим серед них став британський фізик Пітер Гіггс, тому поле й отримало його ім’я.
Але будь-яка наукова теорія потребує експериментального підтвердження. Якщо поле Гіггса справді існує, то іноді в ньому мають виникати короткочасні збудження. Саме вони й отримали назву бозон Гіггса.
Проблема полягала в тому, що ця частинка надзвичайно важка й існує дуже короткий час (близько 10⁻²² секунди), після чого миттєво розпадається на інші частинки. Щоб створити хоча б один бозон Гіггса, потрібно було розігнати протони майже до швидкості світла й зіткнути їх із колосальною енергією.
Саме для цього був побудований Великий адронний колайдер. 4 липня 2012 року науковці офіційно оголосили про відкриття бозона Гіггса. Це стало одним із найважливіших наукових досягнень XXI століття й блискучим підтвердженням існування поля Гіггса.
Втім, поле Гіггса пояснює лише невелику частину маси звичайної речовини. Наприклад, майже вся маса протона виникає не завдяки полю Гіггса, а завдяки енергії сильного ядерного поля. Кварки отримують свої невеликі маси від поля Гіггса, але основну частину маси протона створює енергія постійного руху кварків і глюонів, які безперервно взаємодіють усередині нього. Це ще один приклад знаменитого співвідношення Ейнштейна: E = mc².
Додаткову інформацію дивись на сторінці “Наш Всесвіт“.