The Higgs Field, explained - Don Lincoln

Что такое поле Хиггса — Дон Линкольн

Переводчик: Nastya Goruinova Редактор: Olga Dmitrochenkova

Without a doubt,

Без сомнения,

the most exciting scientific observation of 2012

самым значимым научным открытием 2012 года

was the discovery of a new particle

было открытие новой частицы

at the CERN laboratory

в лаборатории ЦЕРН.

that could be the Higgs boson,

Возможно, это тот самый бозон Хиггса,

a particle named after physicist Peter Higgs.

названный в честь физика Питера Хиггса.

The Higgs Field is thought to give mass

Считается, что поле Хиггса придаёт массу

to fundamental, subatomic particles

фундаментальным частицам,

like the quarks

например, кваркам

and leptons

и лептонам,

that make up ordinary matter.

из которых состоит материя.

The Higgs bosons are wiggles in the field,

Хиггсовский бозон хаотично двигается по полю;

like the bump you see

это напоминает скручивание верёвки,

when you twitch a rope.

когда её кто-то резко дёргает.

But how does this field give mass to particles?

Но как же это поле добавляет массу частицам?

If this sounds confusing to you,

Вы не одни,

you're not alone.

кому это не понятно.

In 1993, the British Science Minister

В 1993 британский министр науки

challenged physicists to invent a simple way

предложил учёным придумать простое объяснение

to understand all this Higgs stuff.

всей этой хиггсовской теории.

The prize was a bottle of quality champagne.

Победителю была обещана бутылка хорошего шампанского.

The winning explanation went something like this:

Объяснение, которое победило, звучало так.

Suppose there's a large cocktail party

Предположим, в лаборатории ЦЕРНа

at the CERN laboratory

проходит большая вечеринка,

filled with particle physics researchers.

на которую приглашены учёные, занимающиеся исследованием физических частиц.

This crowd of physicists represents the Higgs field.

Толпа учёных — это поле Хиггса.

If a tax collector entered the party,

Если вдруг на вечеринке появится налоговый инспектор,

nobody would want to talk to them,

то никто не захочет с ним общаться

and they could very easily cross the room

и он очень быстро сможет пересечь комнату

to get to the bar.

и дойти до бара.

The tax collector wouldn't interact with the crowd

Налоговый инспектор так же не будет взаимодействовать с людьми,

in much the same way

как

that some particles don't interact with the Higgs field.

некоторые частицы не взаимодействуют с полем Хиггса.

The particles that don't interact,

Такие частицы —

like photons for example,

к ним, например, относятся фотоны —

are called massless.

называются безмассовыми.

Now, suppose that Peter Higgs entered the same room,

А теперь представьте, что в эту же комнату зашёл сам Питер Хиггс,

perhaps in search of a pint.

может быть, в поисках кружки пива.

In this case, the physicists

В этом случае учёные

will immediately crowd around Higgs

сразу же обступят его

to discuss with him

и начнут обсуждать с ним

their efforts to measure the properties

свои попытки измерить свойства

of his namesake boson.

бозона, названного в его честь.

Because he interacts strongly with the crowd,

Из-за того, что Хиггс будет останавливаться и разговаривать с каждым человеком,

Higgs will move slowly across the room.

его передвижение по комнате будет сильно затруднено.

Continuing our analogy,

Продолжим нашу аналогию.

Higgs has become a massive particle

Хиггс — это массивная частица,

through his interactions with the field.

именно так она взаимодействует с полем.

So, if that's the Higgs field,

Итак, как же бозон Хиггса

how does the Higgs boson fit into all of this?

соотносится со всем этим?

Let's pretend our crowd of party goers

Представим, что наши завсегдатаи вечеринок

is uniformly spread across the room.

равномерно разошлись по всей комнате.

Now suppose someone pops their head in the door

А теперь некто просовывает голову в дверь

to report a rumor of a discovery

и рассказывает последний слух об открытии

at some distant, rival laboratory.

в какой-то отдалённой конкурирующей лаборатории.

People near the door will hear the rumor,

Люди, стоящие возле двери, услышат его слова,

but people far away won't,

а вот те, кто стоит далеко, — нет,

so they'll move closer to the door to ask.

поэтому те, кому не слышно, подойдут поближе к двери и попросят повторить новость.

This will create a clump in the crowd.

Это создаст толчею.

As people have heard the rumor,

Когда новость расскажут заново,

they will return to their original positions

люди вернутся на свои места

to discuss its implications,

и будут делиться своими мыслями по этому поводу.

but people further away will then ask what's going on.

А те, кто стоит в самом дальнем углу комнаты, поинтересуются, что они обсуждают.

The result will be a clump in the crowd

В итоге толчея в комнате будет возникать то там,

that moves across the room.

то тут.

This clump is analogous to the Higgs boson.

Толчея — это бозон Хиггса.

It is important to remember

Важно помнить,

that it is not that massive particles

что не только массивные частицы

interact more with the Higgs field.

взаимодействует с хиггсовским полем.

In our analogy of the party,

По нашей аналогии, на вечеринке

all particles are equal until they enter the room.

все частицы перед тем, как зайдут в комнату, совершенно равны.

Both Peter Higgs and the tax collector have zero mass.

У Питера Хиггса и у налогового инспектора масса нулевая.

It is the interaction with the crowd

Взаимодействие с людьми

that causes them to gain mass.

вызывает появление массы.

I'll say that again.

Повторю ещё раз.

Mass comes from interactions with a field.

Масса появляется в результате взаимодействия с полем.

So, let's recap.

Подведём итоги.

A particle gets more or less mass

Частица набирает больше или меньше массы в зависимости

depending on how it interacts with a field,

от того, как она взаимодействует с полем,

just like different people will move through the crowd

это похоже на людей, которые двигаются в толпе

at different speeds depending on their popularity.

с разной скоростью в зависимости от того, насколько люди хотят с ними пообщаться.

And the Higgs boson is just a clump in the field,

А бозон Хиггса — это толчея , которая возникает в толпе,

like a rumor crossing the room.

когда кто-то сообщает последнюю новость.

Of course, this analogy is just that --

Конечно, эта аналогия,

an analogy,

всего лишь аналогия,

but it's the best analogy

но лучше объяснения пока ещё

anyone has come up with so far.

не придумано.

So, that's it.

Вот и всё.

That's what the Higgs Field

Вот что такое хиггсовское поле

and the Higgs boson is all about.

и бозон Хиггса.

Continuing research will tell us if we found it,

Исследования продолжаются, и если что-то ещё найдут, то мы про это узнаем,

and the reward will probably be more

и тогда, наверно, награда будет больше,

than just a bottle of champagne.

чем просто бутылка шампанского.