Газета.Ru в Telegram
Новые комментарии +

«Кое-что бесполезное»: как был открыт бозон Хиггса

90 лет назад родился знаменитый физик Питер Хиггс

90 лет назад родился физик Питер Хиггс, предсказавший знаменитый «бозон Хиггса». Об историческом открытии и судьбе ученого рассказывает «Газета.Ru».

Питер Хиггс родился 29 мая 1929 года в семье британского инженера-электронщика. Семья сначала жила в Бирмингеме, затем во время войны переехала в Бристоль. В школьные годы Хиггс читал отцовские учебники по электронике, где было много математики. В 1945 году он слушал лекции будущих нобелевских лауреатов Невилла Мотта и Сесила Пауэлла. Изучение физики Хиггс продолжил в Лондонском университете. В 1949 году он решил получить степень в области теории частиц, но позже передумал и защитил труд по молекулярной физике.

Большую роль в становлении научного мировоззрения Хиггса сыграли летние школы Эдинбургского университета 1960-х годов. В них участвовали будущие лауреаты Нобелевской премии по физике Шелдон Глэшоу и Мартинус Вельтман.

На вопросы о том, почему его привлекла именно физика, Хиггс отвечал кратко.

«Речь идет о понимании, — говорил он. — О понимании мира».

Летом 1964 года Хиггс отправил свою статью с описанием механизма того, как все элементарные частицы приобретают массу, в журнал Physics Letters в ЦЕРН, но там ее отвергли. Переработанную статью опубликовали в американском Physical Review Letters. Аналогичный механизм независимо от Хиггса и почти одновременно предложили Браут и Энглерт из Университета Брюсселя и Гуральник, Хаген и Киббл из Имперского колледжа Лондона. Их статьи вышли немного позже статьи Хиггса.

«Этим летом я открыл кое-что совершенно бесполезное», — писал он тогда своему коллеге.

Особую известность ученый приобрел благодаря механизму спонтанного нарушения электрослабой симметрии, который был предложен им в 1960-х годах. Данный механизм способен объяснить происхождение массы элементарных частиц, в том числе масс векторных W- и Z-бозонов.

В 1965–1966 Хиггс работал в США в Университете Северной Каролины. На его работу обратил внимание Фримен Дайсон и пригласил прочесть лекцию. В том же году на конференции в Беркли физик Бен Ли впервые употребил термины «бозон Хиггса» и «механизм Хиггса». Позже Стивен Вайнберг, Абдус Салам и Шелдон Глэшоу использовали эти наработки Хиггса, чтобы построить электрослабую теорию взаимодействия частиц, за что получили в 1979 году Нобелевскую премию.

Хиггс отмечал, что в СССР этот вопрос изучался не меньше, чем в США.

«В 1964 году, когда я описал бозон, помимо меня это сделали еще пять человек. А как выяснилось, тогда над похожей проблемой в СССР работали Александр Мигдал и Александр Поляков, — рассказал он «Газете.Ru». — Только узнал я об этом от Ефима Фрадкина в 1996 году во время поездки в CERN.

Поляков тогда чуть ли не школу окончил, а уже мыслил в нужном направлении.

И это при том, что физика элементарных частиц тогда была направлением совершенно непопулярным. А свою работу они опубликовали в 1965 году, хотя могли бы вместе со мной и еще пятью учеными стать авторами открытия бозона».

Доказать существование бозона Хиггса удалось спустя лишь полвека. Международная группа ученых в течение нескольких лет проводила эксперименты, разгоняя протоны в противоположных направлениях в 26-километровом туннеле Большого адронного коллайдера до 99,9999991% скорости света. Образованные при их столкновении частицы измерялись двумя гигантскими детекторами, а данные анализировали более 3 тыс. компьютеров. Наконец 4 июля 2012 года ученые ЦЕРНа объявили, что они обнаружили частицу, которая вела себя именно так, как и предполагаемый бозон Хиггса, который в прессе успели окрестить «частицей Бога». Через год расчеты подкрепили это предположение.

«Это был день, полный эмоций, — вспоминает бывший генеральный директор ЦЕРН Рольф-Дитер Хойер. — Кто может забыть образ Питера, вытирающего слезы и заявляющего, что он чувствует себя счастливым, дожив до этого дня? То, что он сказал дальше, показало, что он за человек. Он отказался давать комментарии прессе, заявив, что сегодняшний день — для празднования успешного эксперимента».

«То, что на это ушло почти 50 лет, — урок на будущее, — считает британский астрофизик Мартин Рис. — Даже если нынешние спекулятивные идеи о темной материи и теории струн верны, могут пройти десятилетия, пока эксперименты не подтвердят эти идеи».

То, что бозон Хиггса называют «частицей Бога», самого ученого не радует.

«Некоторые люди путаются между наукой и теологией, — говорил он, — Они утверждают, что произошедшее в ЦЕРН доказывает существование Бога».

Будучи атеистом с детства, он боялся, что такое название «способствует путанице в головах людей, у которых там и так все запутано».

«Если они верят, что мир был создан за семь дней, разумны ли они вообще?» — сетует Хиггс.

Сегодня, по мнению Хиггса, он бы не вписался в академическую систему. Он не пользуется электронной почтой, мобильным телефоном и интернетом, а после своего главного достижения не опубликовал и десятка работ. Современная академическая культура, в которой от ученых ждут большого числа статей, вряд ли бы его приняла. Если бы у него не было Нобелевской премии, его бы уже наверняка давно уволили, полагает Хиггс.

Хиггс считал, что погоня за количеством публикаций лишь вредит ученым. «Трудно представить, где бы я в нынешних условиях взял столько тишины и покоя, которые позволили бы мне делать то, чем я занимался в 1964 году», — говорил он.

«Он не продвигал себя, — вспоминал физик Дэвид Уоллес, защитивший под руководством Хиггса докторскую диссертацию. — Он был, наверное, последним, кто назвал предсказанную им частицу «бозоном Хиггса».

Хиггс обладает активной общественной и политической позицией. Он был активистом Кампании за ядерное разоружение, пока ее участники не начали выступать против ядерной энергетики. Был членом «Гринпис» (организация признана в РФ нежелательной), но отказался от членства, когда организация ополчилась на ГМО. Получив в 2004 году премию Вольфа, он отказался лететь за ней в Иерусалим, чтобы не пересекаться с тогдашним президентом Израиля, политику которого в отношении Палестины Хиггс не одобрял.

В 1999 году Хиггс отказался от посвящения в рыцари.

«Я довольно циничен в отношении того, как используется система наград, честно говоря, — отметил он. — Большая ее часть применяется в политических целях правящей верхушкой».

Когда Хиггса в очередной раз выдвинули на Нобелевскую премию (впервые он стал номинантом еще в 1980-м году), скромный ученый отправился в Шотландию, так как хотел избежать всей этой шумихи. 8 октября 2013 года он спокойно пообедал в одном из ресторанов Эдинбурга и направился домой, встретив по пути свою бывшую соседку, которая и сообщила профессору радостную весть.

Сейчас Хиггс живет с семьей в Эдинбурге. С женой, активисткой Кампании за ядерное разоружение, он познакомился еще в 1963 году, а в 1965 появился на свет их первый сын. Всего у пары двое детей — Крис, специалист по информатике, и Джонни, джазовый музыкант. Также у Хиггса двое внуков.

Загрузка