Ученый, объяснивший существование массы. Умер Питер Хиггс

8 апреля в Великобритании в возрасте 94 лет умер известный ученый Питер Хиггс. В 2013 году он получил Нобелевскую премию за свои работы в области теоретической физики. Главным его достижением стало предсказание существования частицы, объясняющей, откуда у всех предметов во Вселенной появилась масса.

Питер Хиггс
Питер Хиггс. Источник: Murdo Macleod/The Guardian

Физик Хиггс

В понедельник, 8 апреля, у себя дома в Эдинбурге умер физик-теоретик Питер Хиггс. Ему было 94 года. Миру он стал известен в начале XXI века, когда его коллеги начали эксперименты на Большом адронном коллайдере, одной из целей которых стало подтверждение существования частицы, предсказанной им более чем за полвека до того.

Питер Хиггс родился в Великобритании в 1929 году. Его подростковые годы пришлись на времена Второй мировой войны, поэтому из-за немецких бомбардировок ему пришлось часто пропускать школу. Правда, это не помешало ему поступить в Королевский колледж в Лондоне.

Он получил блестящее образование, защитил диссертацию и переехал в Эдинбург, который ему очень нравился. Там он устроился преподавателем математики в местный университет, где и проработал до 1996 года, после чего вышел на пенсию. И мало кто в мире о нем бы слышал, если бы не работа, написанная им еще в 1963 году, почти сразу после того, как он стал преподавателем.

Откуда берется масса

С самого начала своего знакомства с наукой Хиггс интересовался вопросом, откуда у частиц, составляющих материю в нашей Вселенной, берется масса. На тот момент физика уже опустилась в своих построениях «ниже» уровня атомного ядра и составляющих его протонов и нейтронов. Квантовая теория поля рассматривала Вселенную на уровне полей и частиц, поведение которых легче понять на уровне длиннющих уравнений, чем ежедневного опыта.

Теория эта была красивой и предполагала существование сложной симметрии в самой основе материи, однако с массой у нее были проблемы. В частности, некоторые частицы, отвечающие за фундаментальные взаимодействия (такие, как фотон), ее не имели, а у других — например, обеспечивающих сборку частиц в ядро — она была.

Это нарушало симметрию, которая так нравилась теоретикам. Они начали искать пути, которыми это может происходить так, чтобы Вселенная не развалилась, и достаточно быстро нашли их в виде теоремы Голдстоуна. Она показывала динамическую Вселенную, очень похожую на нашу, но в ней рождались частицы, формирующие значительно более сложную картину — суперсимметрию.

Проблема была в том, что эти частицы, принадлежащие к типу бозонов, все равно не имели массы. Однако Хиггс нашел в теореме Голдстоуна «дыры» и предложил альтернативный механизм, позволяющий новорожденным бозонам, в том числе и тем, существование которых было доказано, иметь массу. На самом деле сделал он это не сам, а одновременно с двумя другими командами ученых, однако первенство приписывают именно ему.

Идея ученого заключалась в том, что сразу после Большого взрыва частицы не имели массы. Однако через короткое мгновение начало действовать особое поле, которое предоставило им это свойство. При этом оно и само должно было иметь собственные частицы-переносчики. Их и стали называть «бозонами Хиггса».

«Частица бога», придуманная атеистом

Работа Хиггса быстро стала достаточно известной среди ученых, однако широкой общественности его имя еще несколько десятилетий ничего не говорило. Потому что самого бозона никто не видел, а теория описывала решение проблемы, весьма неочевидной для большинства людей.

Хиггс продолжал жить своей жизнью, которая на самом деле была достаточно насыщенной. Многие его поступки выглядят достаточно неоднозначно. Он стал участником кампании за ядерное разоружение, но оставил ее после начала выступлений против ядерных электростанций. То же самое произошло с его участием в Greenpeace, когда тот начал протестовать против генетически модифицированных организмов. А однажды Хиггс отменил свою лекцию в Израиле в знак несогласия с политикой этого государства в отношении палестинцев.

Самое же интересное случилось с прозвищем «частица бога», которое получил бозон Хиггса. Сам ученый всю жизнь оставался убежденным атеистом и боролся с таким названием частицы, ведь оно как бы намекало, что при возникновении Вселенной существовал некий разумный план, чего на самом деле в его теории не было и близко.

Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!

Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine