Новости

«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», 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.