Той е отличен върху откритията си върху Хигс бозона

Британският физик Питър Хигс, който през 2013 г. получи Нобелова награда за работата си върху Хигс бозона - елементарна частица, смятана за ключ към фундаменталната структура на материята, почина вчера на 94-годишна възраст, съобщават световните агенции, позовавайки се на Единбургския университет, предаде БТА.

"Той почина мирно у дома си в понеделник, 8 април, след кратко боледуване", се посочва в направеното днес изявление на университета, където ученият беше дългогодишен почетен професор.

Питър Уеър Хигс е удостоен с Нобелова награда за физика през 2013 г. заедно с белгиеца Франсоа Англер. Те са отличени за това, че още през 1964 г. полагат теоретичните основи, които ще доведат до откриването на бозона през 2012 г. в Големия адронен колайдер (ускорител) на Европейската организация за ядрени изследвания (ЦЕРН) в Швейцария.

Хигс бозонът се смята от физиците за ключ към фундаменталната структура на материята. Това е елементарната частица, която придава маса на много други частици, в съответствие с т. нар. Стандартен модел на физиката. Частицата помогна да се обясни как се е образувала материята след Големия взрив.

В стремежа да бъде популяризирано откритието, бозонът е наречен "божествената частица", защото е навсякъде, а същевременно е изключително неуловим.

"Питър Хигс беше забележителна личност - истински надарен учен, чиято визия и въображение обогатиха познанията ни за света около нас", казва Питър Матисън, заместник-ректорът на Единбургския университет, цитиран в прессъобщението.

"Неговата пионерска работа е мотивирала хиляди учени, а наследството му ще продължи да вдъхновява още много поколения напред", допълни той.

През 1964 г. Питър Хигс предсказва съществуването на нова частица - т.нар. Хигс бозон. Ще минат обаче близо почти 50 години, преди съществуването ѝ да бъде потвърдено в Големия адронен колайдер на ЦЕРН.

Теорията на Хигс е свързана с това как субатомните частици, които са градивните елементи на материята, получават своята маса. Това теоретично разбиране е основна част от Стандартния модел на физиката, който описва как е устроен светът.

През 2012 г., в един от най-големите пробиви във физиката от десетилетия, учените от ЦЕРН обявиха, че най-накрая са открили Хигс бозона, използвайки ускорителя на частици.

Хигс получи Нобелова награда за физика за 2013 г. за работата си с Франсоа Англер от Белгия, който независимо от него стигна до същата теория.

Работата на Питър Хигс допринася за разрешаването на една от най-фундаменталните загадки на Вселената - как Големият взрив е създал нещо от нищото преди 13,7 милиарда години.

Намирането на потвърждение не беше лесно. Необходими бяха над две десетилетия, хиляди учени, планини от данни от трилиони сблъскващи се протони, както и най-големият ускорител на частици в света, за да бъде получен екстремният прилив на енергии, симулиращ онези 1 до 2 трилионни части от секундата след Големия взрив.

Един от върховете в славната кариера на Питър Хигс идва по време на презентацията през 2013 г. в ЦЕРН в Женева, когато учените представиха със сложни термини - неразбираеми за повечето неспециалисти и основани на статистически анализ, че съществуването на Хигс бозона е потвърдено.

Обявяването на резултатите в ЦЕРН беше посрещнато със силни аплодисменти и приветствени викове в аудиторията. Питър Хигс избърса сълзи от очите си, когато двата екипа приключиха презентациите си.

"Бих искал да поздравя всички, участвали в това постижение", каза той по-късно. "Наистина е невероятно, че това се случи, докато съм жив. Чаках много дълго. Но беше приятно да се окажа прав".

Роден в Нюкасъл, Североизточна Англия, на 29 май 1929 г., Хигс учи в Кралския колеж на Лондонския университет и през 1954 г. получава докторска степен. Голяма част от кариерата му преминава в Единбург, като през 1980 г. става ръководител на катедрата по теоретична физика. Пенсионира се през 1996 г.

Като ученик в гимназията "Готъм" Питър Хигс се вдъхновява от работата на Пол Дирак, един от основателите на квантовата механика, който години по-рано е учил в същото учебно заведение.

Специалистите сравняваха продължилото близо 50 години търсене на частицата Хигс с програмата "Аполо", с която хората стигнаха до Луната през 60-те години на миналия век или с откриването на гравитацията.

Някои експерти сравниха търсенето на Хигс бозона с откриването на електрона. Идеята за електрона се появява за първи път през 1838 г., но съществуването му е доказано чак след 60 години. Тази частица още е в основата на съвременната наука и е основна за развитието на технологии като телевизията, компактдисковете, лъчетерапията.

След като беше потвърдено откриването на Хигс бозона, британският физик теоретик Стивън Хокинг, известен с трудовете си в областта на космологията и квантовата физика, каза, че Питър Хигс заслужава Нобелова награда.

Тогава известният със скромността си Хигс отхвърли идеята, че може да получи престижното отличие. "Не знам. Нямам близки в Нобеловия комитет", пошегува се той.

Питър Хигс обясни, че не се занимава с теоретична физика от средата на 80-те години на миналия век, когато е преценил, че е "прекалено стар", за да овладява новите математически знания, необходими за работата му.

Запитан какво ще прави занапред, Питър Хигс тогава отговори, че ще продължи да бъде пенсионер.

"Единственият ми проблем ще бъде, че ще трябва да бягам от журналистите", добави той.

Още на следващата година обаче Питър Хигс си подели Нобеловата награда за физика с Франсоа Англер.

Престижното отличие се присъжда на двамата учени за теоретичното откриване на механизъм, допринесъл за разбирането за произхода на масата на субатомните частици, който едва наскоро е потвърден чрез откритието на предполагаема фундаментална частица в експериментите ATLAS и CMS в Големия адронен колайдер на ЦЕРН. Това гласеше формулировката на Кралската шведска академия на науките, която присъжда отличията.

Казано с по-прости думи Англер и Хигс бяха отличени заради това, че са предсказали как частиците придобиват маса.

Франсоа Англер (съвместно с вече покойния си колега и сънародник Робърт Браут) и Питър Хигс предлагат своята теория независимо един от друг още през 1964 г. Близо половин век по-късно - през 2012 г. - техните идеи са потвърдени от откритието на т.нар Хигс частица в експериментите на ЦЕРН, провъзгласено за едно от най-важните във физиката. За да открият загадъчната частица, учените, работещи с Големия адронен колайдер, трябваше да проучат внимателно данните от трилиони сблъсъци на субатомни протони.

Отличената с Нобелова награда теория е ключова за Стандартния модел на физиката, който обяснява взаимодействията във Вселената на ниво елементарни частици, или по-просто казано - как е устроен светът. Според Стандартния модел всичко - от цветята и хората до звездите и планетите, се състои едва от няколко градивни елемента - частици материя. Въпросните частици се управляват от сили, чиито посредник са силови частици, грижещи се всичко да функционира както трябва.

Целият Стандартен модел се гради и върху съществуването на специален вид частица, наречена Хигс бозон. Частицата е наричана "божествена" заради ролята ѝ за превръщането на хаоса след Големия взрив в "подреден космос", макар много учени да се противопоставят на това наименование.

Въпросната частица произлиза от невидимо поле, изпълващо пространството. Дори Вселената да изглежда празна, въпросното поле е някъде там. Без полето нищо нямаше да съществува, тъй като именно от контакта си с него частиците придобиват маса.

На 4 юли 2012 г. теорията бе потвърдена от откриването на Хигс бозона в ЦЕРН, чиито ускорител вероятно е най-голямата и сложна машина, конструирана някога от хората. Две изследователски групи, всяка от които наброяваше около 3000 учени и отговаряше за експериментите ATLAS и CMS, успяха да "извлекат" изплъзващия се досега Хигс бозон от трилиони сблъсъци на частици в Големия адронен колайдер.

Въпреки че откритието на частицата Хигс - липсващото звено в Стандартния модел, е забележително постижение, самият той не е окончателното късче от космическия пъзел. Една от причините е, че според Стандартният модел някои частици - неутрино, на практика нямат маса, въпреки че проучвания показаха, че те всъщност имат такава. Друга причина е, че моделът описва само видимата материя, която съставлява само една пета от цялата материя във Вселената. Една от целите пред учените остава откриването на загадъчната тъмна материя.

Хигс бозонът е загадъчната субатомна частица, за която се смята, че е изиграла ключова роля във формирането на Вселената преди 13,7 милиарда години и в крайна сметка е довела до появата на живот.

Какво все пак представляват тя, Стандартният модел на физиката и Големият адронен колайдер, благодарение на който беше потвърдено съществуването ѝ?

Хигс бозонът е последното липсващо звено в Стандартния модел на физиката - теория, която описва основните градивни елементи на Вселената. Останалите 11 частици, прогнозирани от модела, вече бяха открити, а откриването на Хигс бозона щеше да потвърди целия модел. Ако съществуването му беше изключено или учените се бяха натъкнали на нещо по-екзотично, щеше да се наложи схващането за това какво свързва Вселената да бъде преосмислено.

Учените вярват, че през първата милиардна част от секундата след Големия взрив Вселената е представлявала гигантска супа от частици без изразена маса, препускащи наоколо със скоростта на светлината.

Хигс бозонът беше "преследван" толкова решително, тъй като откриването му щеше да е свидетелство за наличието на невидимо поле, наречено поле на Хигс, за което се смята, че е разпространено из цялата Вселена.

Наличието на полето е постулирано през 60-те години на миналия век от Питър Хигс и с него се обяснява как преминаващите през полето частици са се сдобили с маса след Големия взрив.

На теория полето е механизмът, направил възможни образуването на звездите и планетите и появата на живот, придавайки маса на повечето елементарни частици, смятани за градивните елементи на Вселената. Полето на Хигс има минимум една частица, свързана с него - Хигс бозонът, което обяснява защо тя си е спечелила прозвището "божествена частица".

Някои частици, като например светлинните фотони, не се влияят от въпросното енергийно поле и следователно нямат маса.

Представете си Джордж Клуни /частицата/ да се разхожда по улицата с тълпа от папараци, струпани около него /поле на Хигс/. Ако по същата улица се движи средностатистически мъж /фотон/, той ще остане незабелязан от фотографите и ще продължи необезпокояван по пътя си. Идеята е, че Хигс бозонът е "знаковата марка" на полето.

Учените търсят Хигс бозона от средата на 80-те години на миналия век, пресъздавайки мини-Големи взривове във вече затворения ускорител на частици "Теватрон" на лабораторията "Ферми" в САЩ. По-късно търсенето продължава с Големия електрон-позитронен колайдер на ЦЕРН и след това с неговия наследник - Големия адронен колайдер.

Какво представлява Стандартният модел на физиката?

Стандартният модел е за физиката това, което е теорията за еволюцията за биологията. Моделът е най-доброто обяснение, с което учените разполагат за това какво свързва градивните елементи на Вселената. Стандартният модел на физиката описва 12 частици, управлявани от четири базови сили.

Вселената обаче е огромно място и Стандартният модел обяснява само малка част от нея. Учените са открили празнина между това, което виждаме и това, което би трябвало да съществува. Тази празнина трябва да бъде запълнена от нещо все още недостатъчно добре изяснено. Това е т.нар. "тъмна материя".

Галактиките освен това се отблъскват една от друга по-бързо, отколкото според известните сили трябва го правят. Тази празнина е запълнена от т.нар. "тъмна енергия". Смята се, че тази необяснима двойка съставлява внушителните 96 процента от масата и енергията на космоса.

Потвърждаването на Стандартния модел, или може би видоизменянето му, ще бъде стъпка напред към Свещения Граал на физиката - т.нар. "Теория на всичко", обхващаща тъмната материя, тъмната енергия и силата на гравитацията, която моделът не обяснява, и освен това ще хвърли нова светлина върху още по-сложни идеи като възможността за съществуването на паралелни вселени.

Какво представлява Големият адронен колайдер?

Големият адронен колайдер на ЦЕРН е най-големият и най-мощен ускорител на частици в света. Представлява 27-километров пръстен, разположен в тунел под швейцарско-френската граница близо до Женева. Два снопа протони се насочват в противоположни посоки в пръстена. При сблъсъка им се пресъздават милиони мини-Големи взривове, които наподобяват условията в милиардната част от секундата след Големия взрив, когато се смята, че се е "задействало" полето на Хигс. От всичките трилиони сблъсъци на частици много малка част пресъздават точните условия, за да бъде уловен Хигс бозонът, което направи търсенето му толкова продължително и трудно.