Чортова частинка

Рівно п'ять років тому, 4 липня 2012 року, в головній аудиторії CERN дві найбільші колаборації Великого адронного колайдера повідомили про відкриття бозона Хіггса. Це остання частинка, передбачена в Стандартній моделі - пошуки невловимої частинки тривали майже півстоліття. Як тільки бозон не називали, справа доходила навіть до «божественної частинки», за однойменною книгою фізика Леона Ледермана. Як зізнався автор, спочатку він хотів назвати книгу «Goddamn particle» («Чортова (клята) частинка»), але таку назву не пропустив видавець. Хоча з моменту відкриття минуло вже порядно часу, фізики, по суті, тільки почали досліджувати властивості бозона Хіггса. На честь річниці ми пропонуємо вам невеликий тест про цю примітну частку.

1. Навіщо взагалі довелося вводити бозон Хіггса в Стандартну модель?

1. [] З ним пов'язана наявність маси у елементарних частинок
2. Він пояснює відмінності між матерією та антиматерією

Правильно!

Завдяки механізму Хіггса у елементарних частинок з'являється маса. За це відповідальне поле Хіггса. Просте пояснення таке: поза полем Хіггса частинка може рухатися вільно. Потрапивши в поле Хіггса, вона немов в'язне в ньому, причому поле не заважає їй рухатися рівномірно, але пручається спробам частинки прискоритися, створюючи інерцію. Сам же бозон Хіггса - коливання в цьому полі.

Неправильно!

Завдяки механізму Хіггса у елементарних частинок з'являється маса. За це відповідальне поле Хіггса. Просте пояснення таке: поза полем Хіггса частинка може рухатися вільно. Потрапивши в поле Хіггса, вона немов в'язне в ньому, причому поле не заважає їй рухатися рівномірно, але пручається спробам частинки прискоритися, створюючи інерцію. Сам же бозон Хіггса - коливання в цьому полі.

2. Через рік після відкриття бозона Хіггса Нобелівську премію отримали Пітер Хіггс і Франсуа Енглер. За що?

1. За передбачення маси бозона Хіггса
2. [] За відкриття механізму Браута-Енглера-Хіггса
3. За створення Великого адронного колайдера
4. [] За проривні дослідження в галузі молекулярних коливань

Правильно!

Офіційне формулювання премії звучить так: «За теоретичне виявлення механізму, який допомагає нам зрозуміти походження маси субатомних частинок, підтвердженого останнім часом виявленням передбаченої елементарної частинки в експериментах ATLAS і CMS на Великому адронному колайдері в ЦЕРН». Мова йде, звичайно, про механізм Хіггса, він же механізм Браута-Енглера-Хіггса. Теорія не передбачала масу бозона поля Хіггса - саме для цього був потрібен БАК. Останній варіант відповіді пов'язаний з дисертацією Пітера Хіггса: «Деякі проблеми в теорії коливань молекул».

Неправильно!

Офіційне формулювання премії звучить так: «За теоретичне виявлення механізму, який допомагає нам зрозуміти походження маси субатомних частинок, підтвердженого останнім часом виявленням передбаченої елементарної частинки в експериментах ATLAS і CMS на Великому адронному колайдері в ЦЕРН». Мова йде, звичайно, про механізм Хіггса, він же механізм Браута-Енглера-Хіггса. Теорія не передбачала масу бозона поля Хіггса - саме для цього був потрібен БАК. Останній варіант відповіді пов'язаний з дисертацією Пітера Хіггса: «Деякі проблеми в теорії коливань молекул».

3. Яка частина маси атома водню виникає завдяки механізму Хіггса?

1. Вся маса
2. [] Приблизно половина
3. Близько сотої частки
4. Ніяка

Правильно!

Механізм Хіггса відповідає лише за масу елементарних частинок: кварків, лептонів, W- і Z-бозонів. Атом водню складається з протона і електрону (лептон, вагою в тисячу разів менше протона). Протон складається з трьох кварків і глюонного поля, що утримує їх разом. Сумарна маса кварків - близько 10 мегаелектронвольтів, одна сота маси протона. Таким чином поле Хіггса забезпечує лише трохи більше однієї сотої маси водню, решта маса походить з енергії поля сильної взаємодії, що утримує кварки.

Неправильно!

Механізм Хіггса відповідає лише за масу елементарних частинок: кварків, лептонів, W- і Z-бозонів. Атом водню складається з протона і електрону (лептон, вагою в тисячу разів менше протона). Протон складається з трьох кварків і глюонного поля, що утримує їх разом. Сумарна маса кварків - близько 10 мегаелектронвольтів, одна сота маси протона. Таким чином поле Хіггса забезпечує лише трохи більше однієї сотої маси водню, решта маса походить з енергії поля сильної взаємодії, що утримує кварки.

4. Як довго «живе» бозон Хіггса?

1. Як і протон, швидше за все вічно
2. 14 мільярдів років
3. Близько секунди
4. Менше секстільйонної частки секунди

Правильно!

Як і більшість елементарних частинок, бозон Хіггса живе зовсім недовго - це короткочасне збудження в полі Хіггса. Його час життя не перевищує однієї секстільйонної частки секунди, потім він розпадається на W- і Z-бозони, адрони або фотони. А поле Хіггса існує постійно і повсюдно.

Неправильно!

Як і більшість елементарних частинок, бозон Хіггса живе зовсім недовго - це короткочасне збудження в полі Хіггса. Його час життя не перевищує однієї секстільйонної частки секунди, потім він розпадається на W- і Z-бозони, адрони або фотони. А поле Хіггса існує постійно і повсюдно.

5. Поле Хіггса забезпечує масами всі елементарні частинки, в тому числі і сам бозон Хіггса. Чи є елементарні частинки, важчі бозона Хіггса?

1. [] Так
2. [] Ні

Правильно!

Топ-кварк, найважчий з кварків, важчий за бозона Хіггса. Інші частинки Стандартної моделі не дотягують до маси бозона - 125 гігаелектронвольт.

Неправильно!

Топ-кварк, найважчий з кварків, важчий за бозона Хіггса. Інші частинки Стандартної моделі не дотягують до маси бозона - 125 гігаелектронвольт.

6. Наостанок жартівливе питання. До чого, за словами голови робота 790 (героя серіалу «Лексс»), зазвичай призводять спроби виміряти масу бозона Хіггса на планетах 13-го типу?

1. До народження нового Всесвіту
2. До колапсу планети до розмірів горошини
3. До появи надмасивної чорної діри
4. До колапсу вакууму

Правильно!

790 про Землю: "Це планета 13-го типу. Такі знищують самі себе, шляхом внутрішнього військового конфлікту, екологічної катастрофи, але найчастіше - коли їх вчені намагаються визначити масу бозона Хіггса ".

Неправильно!

790 про Землю: "Це планета 13-го типу. Такі знищують самі себе, шляхом внутрішнього військового конфлікту, екологічної катастрофи, але найчастіше - коли їх вчені намагаються визначити масу бозона Хіггса ".

Вітаємо, ваш результат: з

Пітер Хіггс

Ніхто не знає про бозон Хіггса краще вас, ви ж його описали. І всякими чорними дірами в колайдері вас не залякати.

Поділитися результатами

Вітаємо, ваш результат: з

Топ-кварк

Ви - найважча елементарна частинка, а значить найсильніше взаємодієте з полем Хіггса. Не дивно, що ви так багато про нього знаєте.

Поділитися результатами

Вітаємо, ваш результат: з

Чарівний кварк

Ви в 30 разів легше бозона Хіггса, але все одно добре з ним знайомі.

Поділитися результатами

Вітаємо, ваш результат: з

Зачарований кварк

Ви зачаровані фізикою елементарних частинок, і вас не залякати ніякими чорними дірами в колайдері!

Поділитися результатами

Вітаємо, ваш результат: з

Дивний кварк

Дивні питання про механізм Хіггса - не ваше. У сильній взаємодії ви напевно розбираєтеся краще!

Поділитися результатами

Вітаємо, ваш результат: з

Нижній кварк

Ви знаєте про бозон Хіггса не так багато. Зате нижній кварк - один з двох найпоширеніших кварків.

Поділитися результатами

Вітаємо, ваш результат: з

Верхній кварк

Ви - найлегший кварк, тому слабо взаємодієте з полем Хіггса. Зате ви є буквально в кожному атомі у Всесвіті!

Поділитися результатами