Հիգսի բոզոն

Հիգսի բոզոն կամ Հիգսի մասնիկ, տարրական մասնիկ ստանդարտ մոդելում։ Հիմնական կարևորությունն այն է, որ հանդիսանում է Հիգսի դաշտի ամենափոքր հնարավոր գրգռումը (քվանտը)։ Հիգսի դաշտը, ի տարբերություն ավելի հայտնի էլեկտրամագնիսական դաշտի, հնարավոր չի «անջատել» և գրեթե ամենուրեք հաստատուն արժեք ունի։ Այս դաշտի ներկայությամբ է բացատրվում, թե ինչու որոշ հիմնարար մասնիկներ ունեն զանգված, մինչդեռ դրանց փոխազդեցությունները կառավարող սիմետրիաները պահանջում են լինել առանց զանգվածի, և ինչու թույլ ուժերը ավելի կարճ ազդեցության շառավիղ ունեն, քան էլեկտրամագնիսական ուժը։

Չնայած որ ամենուրեք ներկա է, Հիգսի դաշտի գոյությունը հաստատելը խիստ դժվար է, քանի որ խիստ դժվար է ստեղծել գրգռումներ (այսինքն՝ Հիգսի մասնիկ)։ Այս մասնիկի որոնումները տևեցին ավելի քան 40 տարի և հանգեցրին աշխարհում ամենաթանկ և բարդագույն փորձարարական սարքավորման՝ Մեծ հադրոնային բախիչի կառուցմանը, որը նախանշված է Հիգսի բոզոններ և այլ տարրական մասնիկներ առաջացնելու և ուսումնասիրելու համար։ 2012 թ. հուլիսի 4-ին հայտնաբերվեց նոր մասնիկ՝ 125-ից 127 ԳէՎ/վ2 զանգվածով։ Ենթադրաբար դա պետք է լինի Հիգս բոզոնը։ 2013 թ. մարտին մասնիկի վարքը և փոխազդեցությունը այլ մասնիկների հետ հաստատված էր փորձով, ինչպիսին որ ենթադրվում էր ստանդարտ մոդելում, ինչպես նաև հաստատվեց, որ մասնիկն ունի դրական զույգություն և զրո սպին՝ Հիգսի բոզոնի երկու հիմնարար հատկությունները։ Սա բնության մեջ հայտնաբերված առաջին տարրական սկալյար բոզոնն է։ Իմանալու համար, թե արդյոք այս մասնիկը ճշտորեն համապատասխանում է ստանդարտ մոդելով կանխատեսվածին, թե, ըստ այլ տեսությունների, ուրիշ Հիգսի բոզոն է (ըստ դրանց, կան տարբեր Հիգսի բոզոններ), ավելի շատ տվյալներ են պետք։

2013 թ․ մարտի 14-ին ՑԵՌՆ-ը հաստատեց, որ հայտնաբերված մասնիկը Հիգսի բոզոնն է։

Հիգսի բոզոնը անվանումը ստացել է Պիտեր Հիգսի պատվին, վեց գիտնականներից մեկը, ով 1964 թ. առաջադրեց Հիգսի մեխանիզմի գաղափարը, որը ենթադրում էր նման մասնիկի գոյություն։ Չնայած Հիգսի անունն է կապվում այս տեսության հետ, դրա տարբեր մասերը իրարից անկախ մշակել են տարբեր գիտնականներո՝ շուրջ 1960-1972 թթ.։ Զանգվածային լրատվամիջոցները Հիգսի բոզոնը հաճախ անվանում են «Աստծո մասնիկ»՝ այդ անվանումը քաղելով 1993 թ. լույս տեսած «Աստծո մասնիկը. Եթե տիեզերքը պատասխան է, ապա ո՞րն է հարցը» գրքից (The God Particle։ If the Universe Is the Answer, What Is the Question?). անվանում, որը խստորեն քննադատել են շատ ֆիզիկոսներ, ներառյալ Հիգսը, ով դա համարում էր անտեղի սենսացիոնություն։ 2013 թ. հոկտեմբերի տասին առաջին հետազոտողներից երկուսը՝ Պետոր Հիգսը և Ֆրանսուա Էնգլերը իրենց աշխատությունների և կանխատեսումների համար Նոբելյան մրցանակ ստացան։ Էնգլերի գործընկեր Ռոբերթ Բրոութը մահացել էր 2011 թ., և, ինչպես հայտնի է, Նոբելյան մրցանակը հետմահու չի տրվում՝ բացառությամբ առանձնահատուկ հանգամանքների։

Հատկություններ 
Ստանդարտ մոդելում Հիգսի մասնիկը բոզոն է՝ առանց սպինի, լիցքի կամ գունային լիցքի։ Այն նաև խիստ անկայուն է. մասնիկը գրեթե անմիջապես տրոհվում է այլ մասնիկների։ Այն Հիգսի դաշտի չորս բաղադրիչներից մեկի գրգռված վիճակն է։ Հիգսի դաշտը բաղկացած է երկու չեզոք և երկու էլեկտրականապես լիցքավորված սկալյար դաշտերից և ձևավորում է SU(2) համաչափության թույլ իզոսպինի բարդ դուբլետ։ Դաշտի պոտենցիալը մեքսիկական գլխարկի սուր ձևն ունի՝ ամենուրեք (ներառյալ դատարկ տարածությունը) ոչ զրոյական ուժով, որն իր վակուումային վիճակում խախտում է թույլ իզոսպինային համաչափությունը՝ վերածելով էլեկտրաթույլ փոխազդեցության։ Այս դեպքում Հիգսի դաշտի երեք բաղադրիչները «կլանվում են» SU(2) և U(1) տրամաչափային բոզոնների կողմից՝ դառնալով թույլ փոխազդեցության W և Z բոզոննների զանգվածների երկայնական բաղադրիչների։ Մյուս էլեկտրաչեզոք բաղադրիչը առանձին զույգեր է կազմում ֆերմիոնային մասնիկների հետ (Յուկավայի զույգեր)՝ այսպիսով նույնպես զանգվածների գեներացման պատճառ դառնալով։ Տեսության այլ տարբերակներ կանխատեսում են մեկից ավելի Հիգսի դաշտերի և բոզոնների գոյություն։

Ծանոթագրություններ 

Դաշտի քվանտային տեսություն
Բոզոններ
Զանգված
Փուլային անցումներ
Ստանդարտ մոդել