Галас навколо виявлення бозона Хіггса на Великому адронному колайдері викликає у широкої публіки, далекої від науки, роздратування. Обивателі хочуть знати, на що йдуть податки, і, цілком природно, всіх цікавить важливе питання. Але не про походження Всесвіту, а чи можна буде використовувати знайдену частинку в науці і народному господарстві. І як саме.
Чи можна якось використовувати бозони Хіггса в науці або, можливо, навіть у технології (звичайно, якщо їх вдасться виявити)? На перший погляд, ця ідея настільки безглузда, що навіть не варто обговорення. Однак не так вже давно ніхто не бачив ні найменшої можливості практичного застосування передбачених Максвеллом, але ще не виявлених електромагнітних хвиль і навіть вже відкритого електрона. Кажуть, що схильний до парадоксальних формулювань Нільс Бор сказав, що передбачення - справа важка, особливо якщо мова йде про майбутнє. Тому не станемо поспішати з висновками.
Темний всесвіт
Те, що звичайна баріонна матерія становить близько 5% повної маси нашого Всесвіту, зараз вважається серед вчених практично загальновизнаним фактом. 23% припадають на темну матерію, яка в космічних масштабах проявляє себе лише гравітацією (причому настільки явно, що її розподіл в просторі вже непогано вивчено). Прийнято вважати, що темна матерія, швидше за все, складається з масивних і тому нерелятивістських (або, принаймні, не ультрарелятивістських) частинок, що не мають електричного заряду і пов'язаних з баріонною матерією гравітаційною і слабкою взаємодіями. Решта 72% світової маси записані за темною енергією, природа якої абсолютно невідома.
Індивідуальні частинки темної матерії поки не виявлені в жодному експерименті. І це не дивно, адже їм належить дуже слабо взаємодіяти зі звичайною речовиною. До того ж розподіл темної матерії в космосі неоднорідний, і можливо, що в околицях Сонця її просто дуже мало. Але фізики не втрачають надії відловити ці частинки земними приладами.
Приховано від очей
Однак не виключено, що є матерія і «потемніше». Деякі дослідники допускають реальність зовсім екзотичних полів і частинок, що не входять до Стандартної моделі і не беруть участі в жодній з відомих науці чотирьох фундаментальних взаємодій. Для нас вони ніби взагалі не існують, оскільки не проявляють себе жодними силовими ефектами. Можна піти ще далі і припустити, що ці «надтемні», або приховані, частинки здатні формувати атоми, зірки і планети, можливо, навіть населені.
Чи існує спосіб їх виявити? Є надія, що для цього знадобляться хіггсовські поля і їх кванти - хіггсовські бозони. На думку Джеймса Веллса, одного з провідних теоретиків ЦЕРН, «наше» хіггсовське поле (поле Стандартної моделі) може взаємодіяти з «чужими» полями того ж типу, які надають масу частинкам прихованого світу. Ці взаємодії дозволять помітити щось певне - хоча і не самі частинки, а лише їхні тіні. Справа в тому, що будь-яке хіггсовське поле в кожній точці простору визначається виключно своєю величиною і не має ніяких виділених напрямків, на відміну від векторних полів електрики і магнетизму. До того ж хіггсовські поля пронизують весь простір без обмежень і тому надзвичайно чутливі до найдрібніших флуктуацій енергії, що мають джерела в прихованому світі. Це означає, що хіггсовські бозони в принципі можуть розпадатися не тільки на відомі частинки, наприклад Z0-бозони, але і на частинки прихованого світу.
Легше легкого
Оскільки бозони Хіггса відповідальні за масу деяких частинок, ідея варіювати напруженість хіггсовських полів, щоб змінювати масу предметів, на перший погляд здається цілком здоровою. Скажімо, можна буде оснастити літаки якимись хіггс-нейтралізаторами, щоб зробити їх легше і заощадити паливо. Або зовсім придумати літаючі машини без крил. А може, навіть замахнутися на космічні кораблі! На жаль, гра не варта зволікань. Практично вся маса атома зосереджена в протонах і нейтронах ядра. Маса кожної з цих частинок трохи менше 940 МеВ, в той час як вхідні в них кварки в сумі тягнуть максимум на 25 МеВ: маси обох нуклонів практично повністю забезпечуються глюонними полями. Навіть зменшивши вдвічі маси кварків, ми мало чого доб'ємося. До того ж єдиний мислимий шлях до маніпулювання хіггсовськими полями вимагає дуже високих енергій, еквівалентних нагріву до квадрильйона (10 ^ 15) градусів. Так що набагато простіше і дешевше буде розробляти нові надлегкі матеріали на основі вуглепластиків. Ну і з безкрилими літаючими машинами доведеться почекати
. Механізм наділення масою за допомогою бозонів Хіггса демонструє появу маси біля векторних бозонів в теорії електрослабих взаємодій. Пізніше за допомогою цього механізму в теорію ввели маси кварків і заряджених лептонів, а також безмассовість глюонів.
Частинки з нізвідки
Що ж може показати експеримент? Припустимо, що якісь бозони Хіггса, народжені на Великому адронному колайдері, розпадуться якраз на такі частинки. Вони будуть вищою мірою нестабільні і дадуть початок частинкам-нащадкам. Через зчеплення між хіггсовими полями серед них можуть виявитися і такі, що підпорядковуються нашим фундаментальним взаємодіям і тому відловлюються детекторами. При цьому вони будуть виникати не в точці розпаду батьківського бозона Хіггса, а десь в іншому місці. Може статися, що вчені зареєструють треки новонароджених частинок, що починаються там, де ніяк не можна було підозрювати існування «реальних» частинок-попередників. І якщо це станеться, гіпотеза прихованого світу отримає перші підтвердження.
Ця гіпотеза виглядає досконалою фантастикою, але вона серйозно обговорюється в науковій літературі. Так що, можливо, прихований світ коли-небудь стане явью.
