|  | 23 февраля 2015 | Новости науки и техники

Исследователи обнаружили аналог бозона Хиггса, существующий в сверхпроводниках

Бозон Хиггса


Все, кто интересуется достижениями в области науки и техники, наверняка помнят открытие бозона Хиггса, называемого "частицей Бога", ответственной за наличие массы у всех других элементарных частиц. Это открытие было произведено в 2012 году учеными-физиками Европейской организации ядерных исследований CERN при помощи самого мощного на сегодняшний день ускорителя частиц - Большого Адронного Коллайдера. Однако, мало кому известно, что Питер Хиггс, один из двух ученых, получивший в 2013 году Нобелевскую премию в области физики, получил некоторые подсказки по поводу существования бозона Хиггса во время экспериментов над сверхпроводниками. Сверхпроводники - это класс специальных материалов, преимущественно металлов, которые при охлаждении до сверхнизких температур теряют свое электрическое сопротивление и пропускают электрический ток практически без потерь.

А недавно, группа израильских и немецких ученых-физиков "замкнула круг" вокруг бозона Хиггса, объявив о первых наблюдениях за его аналогом, существующим в сверхпроводящем материале. И, в отличие от экспериментов на коллайдере, только одно сооружение которого обошлось в 4.75 миллиарда долларов, аналог бозона Хиггса в сверхпроводниках наблюдался в обычных лабораторных условиях, что подразумевает низкую стоимость проведения этих экспериментов.

Открытие бозона Хиггса в 2012 году позволило ученым еще раз убедиться в достоверности нынешней Стандартной модели физики элементарных частиц, которая определяет то, что все частицы обретают массу, проходя через поле Хиггса, которое ограничивает скорость их перемещения в вакууме. "Эксперименты CERN доказали возможность существования бозона Хиггса в высокоэнергетической среде внутренностей ускорителя. В отличие от этого, мы показали аналог бозона Хиггса, существующий в более "спокойных" условиях, в сверхпроводниковых материалах" - рассказывает Авиэд Фридмен (Aviad Frydman), профессор из Университета имени Бар-Илана, Израиль, который проводил исследования совместно с профессором Мартином Дресселем (Martin Dressel) из Штутгартского университета и других исследователей из Израиля, Индии и США.

Профессор Фридмен объясняет, что новое открытие переносит поиски бозона Хиггса и его разновидностей назад, к их изначальному первоисточнику. "Как ни странно, но дискуссия о "недостающем звене" Стандартной Модели физики элементарных частиц была спровоцирована некоторыми выкладками из теории сверхпроводников. А аналоги бозона Хиггса в сверхпроводниках не удавалось наблюдать из-за несовершенства оборудования и из-за других технических ограничений, трудностей, которые мы сумели успешно преодолеть".

"Высокая энергия, требующаяся для возникновения аналога бозона Хиггса в сверхпроводниках, имеет тенденцию разрывать куперовские электронные пары, являющиеся основным видом носителей электрического заряда, на отдельные электроны. Свободные электроны комбинируются с электронными дырами и это подавляет эффект сверхпроводимости в материале" - рассказывает Фридмен, - "Нам удалось решить эту проблему при помощи хаотически расположенных сверхтонких пленок нитрита ниобия (NbN) и окиси индия (InO). Это в свою очередь, позволило сместить критическую точку сверхпроводника в область, в определенное энергетическое состояние, в котором аналог бозона Хиггса не подвержен быстрому распаду".

Наблюдения за механизмом возникновения поля Хиггса в сверхпроводниках является демонстрацией того, как один и тот же физический процесс может кардинально меняться в различных условиях энергетической насыщенности окружающей среды. "Возникновение полей и бозона Хиггса в ускорителях требует огромных значений энергии, которая измеряется сотнями и тысячами гигаэлектрон-вольт (ГэВ)" - рассказывает Фридмен, - "Подобное явление в сверхпроводниках происходит на совершенно ином энергетическом уровне, соответствующем тысячной части от всего одного электрон-вольта. И все это является крайне удивительным, демонстрируя то, что одна и та же фундаментальная физика одинаково работает в совершенно не сопоставимых энергетических условиях".

Ученым пока еще неизвестно, к каким последствиям приведет сделанное ими открытие. Но самым главным последствием, имеющим огромное значение, является демонстрация того, что тайны фундаментальной физики могут быть разгаданы не только в недрах многомиллиардных ускорителей и других научных комплексов, но и на обычном лабораторном столе при помощи достаточно недорогих методов.




Ключевые слова:
Бозон, Поле, Хиггса, Энергия, Большой, Адронный, Коллайдер, CERN, Сверхпроводник, Стандартная, Модель, Физика

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Ученые установили, что сверхпроводники являются ближайшими родственниками б ...
  • Ученые CERN нашли доказательства возможности прямого распада бозона Хиггса ...
  • Новый анализ данных показывает, что физики CERN, вероятнее всего, нашли экз ...
  • CERN официально объявляет о возможном открытии бозона Хиггса.
  • CERN собирается дать дополнительный год ученым, "охотящимся" за бозоном Х ...




  • 23 февраля 2015 08:43
    #1 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3870
    Странно, все аналог да аналог этого пресловутого бозона Хиггса. И не слова о том, как оно называется и чем же на самом деле является этот аналог, частицей, квазичастицей, полем или чем-нибудь еще?


    --------------------
        
    23 февраля 2015 09:24
    #2 Написал: radio

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Цитата: FomaNeverujuwij
    Странно, все аналог да аналог этого пресловутого бозона Хиггса. И не слова о том, как оно называется и чем же на самом деле является этот аналог, частицей, квазичастицей, полем или чем-нибудь еще?


    Конечно, квазичастицей.
    И то, что он "аналог" скорее всего притянуто за уши. То есть никакой связи с настоящим бозоном это не имеет.
        
    23 февраля 2015 19:49
    #3 Написал: beany85

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1018
    Могут и разновидности бозонов существовать... но тогда бозон Хиггса теряет свойство "уникальности" или неделимости, следственно, может существовать более уникальная частица, из которой состоят разновидности бозонов? Получается, бозон и вовсе не "Частица Бога"? Но нужно прежде удостоверится в отсутствии разновидностей бозонов, дабы утверждать, что мы уже нашли границу "неделимости материи".


    --------------------
        
    24 февраля 2015 06:46
    #4 Написал: CodeX

    Публикаций: 0
    Комментариев: 120
    2 beany

    Это все ярлыки. Бога эта частица, Шивы, или там, еще кого-то. Есть целая вселенная микро взаимодействий, в которой размеры отличаются так же, как, к примеру, отличается размерами песчинка от галактики млечный путь. Человечество приоткрыло маленькую дверь в этот мир, увидела узкое пространство, и быстрее навешала ярлыков, зафиксировав некие повторяющиеся свойства. Когда настанет торжественный момент открытия "частицы бога", человечество уже практически будет совершенным, готовым к переходу на новый уровень развития. Пока что мы играем в песочнице, и нам нет дела из чего состоят песчинки. Просто поймите, мы сами ставим вокруг себя границы доступного, и сейчас эти границы очень узки.
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.