Физика после бозона Хиггса: что дальше?

В марте прошлого года ученые, работающие на Большом адронном коллайдере в Европейском центре ядерных исследований в Женеве, Швейцария, обнаружили бозон Хиггса, последнюю неуловимую частицу Стандартной модели физики. Частица Хиггса, по словам Тойоко Оримото, одного из ученых команды CERN, может быть использована для объяснения того, как элементарные частицы приобретают массу.

«До открытия бозона Хиггса Стандартная модель была как головоломка без одного куска», — говорит Оримото. — «И вы примерно знаете, как должен выглядеть этот кусок».

Оримото надеется, что Большой адронный коллайдер сможет найти ответы на многие безответные вопросы в физике. «Частица Хиггса интересна», — говорит она. — «Но мое воображение больше интересует то, что за пределами Стандартной модели».

Для ученого существует два крупных вопроса без ответа: гравитация и темная материя. «Темная материя и темная энергия представляют более 95% массы вселенной, и Стандартная модель не объясняет их».

Темная материя была предложена для объяснения значительных расхождений между гравитационным поведением крупных астрономически объектов и количества зафиксированной материи, из которой они состоят. Физики подозревают, что темная материя состоит из элементарных частиц, которые сложно наблюдать в лаборатории из-за их слабой интерактивности.

Гравитация представляет собой более хорошо изученную силу, но она также невероятно слаба по неизвестным причинам. Чтобы получить представление о ее слабости, достаточно побороть гравитационное притяжение Земли, притянув к магниту крошечную скрепку. В то время как классическая физика работает на ура, объясняя как гравитация работает в макроскопических масштабах, все разваливается, когда физики пытаются рассмотреть ее работу на квантовом уровне.

Одной из наиболее убедительных теорий, часто использующихся для объяснения аномалий вроде темной материи и слабости гравитации, как отмечает Оримото, является суперсимметрия. Она гласит, что у каждой частицы в Стандартной модели имеется суперсимметричная частица-антипод. Суперсимметрия также предполагает наличие множества бозонов Хиггса, и это Оримото и ее коллегам придется проверить, исследуя открытые горизонты после находки бозона Хиггса.

Исследователи взглянут поближе на поведение хиггсова бозона, используя массивы данных, собранных на БАК. Если некоторые его свойства нельзя будет объяснить в рамках Стандартной модели, Оримото говорит, что придется рассматривать теорию суперсимметрии или другие теории физики.