От мита за космическата супа до реалността на вибриращите полета: нов поглед към загадката на масата
По какъв метод квантовите полета дефинират масата на частиците.
През 2012 година в Големия адронен колайдер беше открит Хигс бозонът, което удостовери отдавнашните догатки на физиците за съществуването на поле, което прониква в цялата Вселена и дава отговор за масата на обикновените частици. Това изобретение беше значима стъпка в разбирането на фундаменталните процеси, само че обяснението на това по какъв начин тъкмо полето на Хигс извършва своите функционалности се оказа мъчно.
В опит да се опрости обяснението постоянно се употребяват метафори. Полето на Хигс е сравнявано със чорба, меласа или даже с навалица от хора, през която частиците минават, забавяйки се и придобивайки маса. Подобни съпоставения обаче опонират на главните закони на физиката, които са обяснени още в първите курсове на университетите. Ако полето на Хигс в действителност създаваше противодействие, Земята от дълго време щеше да се разбие в Слънцето поради спирачния резултат. Нещо повече, в случай че това поле в действителност беше някакво вещество, то щеше да опонира на правилата на относителността на Айнщайн и Галилей.
Всъщност полето на Хигс няма нищо общо със забавянето на придвижването. Неговата същинска природа се крие във вибрациите. Съвременната квантова доктрина на полето, която е в основата на физиката на обикновените частици, твърди, че Вселената е изпълнена с полета от вида на електромагнитното и гравитационното, всяко от които е обвързвано с избран тип частици. Хигс бозонът да вземем за пример е минималната пулсация в полето на Хигс.
Ако си представим един електрон, положението му може да се съпостави с вибрациите на струна на китара, която звучи с избрана резонансна периодичност. Тази прилика ни оказва помощ да разберем, че всички полета във Вселената имат свои резонансни честоти. В този смисъл Вселената наподобява на музикален инструмент, чиито трептения образуват нейната конструкция.
В квантовата доктрина на полето съществува значима връзка сред резонансната периодичност и масата на обикновена парченце: колкото по-бързо вибрира една парченце, толкоз по-голяма е нейната маса. Ако обещано поле няма резонансна периодичност, тогава частиците, свързани с него, нямат маса и в никакъв случай не могат да бъдат неподвижен, като да вземем за пример фотоните в електромагнитно поле.
Затова можем да кажем, че полето на Хигс играе ролята на самобитен „ усилвател “, който покачва резонансните честоти на другите полета, като по този метод усилва масата на техните частици. Тази прилика по-добре изяснява по какъв начин полето на Хигс въздейства на другите полета и придава маса на частиците.
Разбирането на ролята на полето на Хигс е от основно значение за обяснението на метода, по който Вселената е придобила своята конструкция. Според теорията след Големия гърмеж Вселената е била изпълнена с полета, едно от които – полето на Хигс – в началото е отсъствало. С охлаждането и разширението на Вселената обаче това поле е зародило, като е направило другите полета по-твърди и е осигурило на техните частици маса. Така Вселената се е трансформирала в един тип квантов музикален инструмент, какъвто е и през днешния ден.
