Лоуренс Краусс - Таємниці походження всесвіту

Далі можна просто розвернути цей рисунок:

У цьому випадку все виглядає так, наче енергійні частинки на кшталт W – та Z -бозонів, кварків та/або антикварків чи електронів та/або позитронів випускають віртуальні частинки Хіггса й відскакують назад. Якщо енергії частинок, що налітають, достатньо великі, випущена частинка Хіггса може бути реальною. Якщо ні, частинка Хіггса буде віртуальною.

Тепер згадаймо, що, якщо бозон Хіггса надає частинкам масу, тоді найбільшої маси набуватимуть частинки, з якими він взаємодіє найсильніше. Це, своєю чергою, означає, що найбільші шанси породити в результаті зіткнення бозон Хіггса мають частинки з найбільшими масами. Це означає, що легкі частинки на кшталт електронів навряд чи є гарним вибором для безпосереднього утворення частинок Хіггса в прискорювачі. Натомість можна уявити собі створення прискорювача з достатньою енергією для породження важких віртуальних частинок, які випускатимуть віртуальні чи реальні частинки Хіггса.

З огляду на це природними кандидатами є протони. Збудуймо прискорювач чи колайдер із протонами та розженімо їх до достатньо високих енергій для породження достатньої кількості важких віртуальних складових для породження частинок Хіггса. Оскільки частинки Хіггса, неважливо, віртуальні чи реальні, важкі, вони швидко розпадуться на легші частинки, з якими бозон Хіггса взаємодіє найсильніше, тобто знов-таки правдиві чи красиві кварки або W – та Z -частинки. Вони, своєю чергою, розпадуться на інші частинки.

Фокус у тому, щоб розглядати події з найменшою кількістю вихідних частинок, які можна чітко зафіксувати, далі точно визначати їхні енергії й імпульси та зрозуміти, чи можна реконструювати низку подій, яка простежується до єдиної масивної проміжної частинки, для якої характерні взаємодії, передбачені для частинки Хіггса. Не хухри-мухри!

Ці ідеї були зрозумілі ще 1977 року, ще навіть до відкриття власне правдивого кварка (оскільки красивий кварк уже було відкрито, а всі інші кварки ходять слабкими парами, – верхній із нижнім, чарівний із дивним, – було очевидно, що має існувати ще один кварк, який, щоправда, було відкрито лише 1995 року і який важив аж у 175 разів більше за протон). Проте знати, що потрібно, і дійсно збудувати машину, здатну виконати цю роботу, – то є дві великі різниці.

Станом як на 1978 рік (коли було підтверджено всі інші передбачення електрослабкої теорії), так і на 1983-й (коли було відкрито W – та Z -частинки) прискорення протонів до достатньо високих енергій для вивчення повного спектра всіх можливих мас бозона Хіггса набагато перевищувало можливості будь-якої з наявних машин. Для цього був потрібен прискорювач, принаймні на порядок потужніший за найпотужнішу з наявних машин. Іншими словами, не колайдер, а суперколайдер.

Сполучені Штати, які домінували в науці та техніці впродовж усього періоду після закінчення Другої світової війни, мали вагомі причини бажати збудувати таку машину. Зрештою, до 1984 року женевський ЦЕРН постав як панівна лабораторія в галузі фізики елементарних частинок у світі. Коли в ЦЕРН було відкрито і W -, і Z -частинку, американська гордість зазнала такого удару, що через шість днів після прес-конференції, на якій було оголошено про відкриття Z -частинки, газета «New York Times» надрукувала редакційну статтю під назвою «Європа – 3, США – навіть не нуль»!

Уже за тиждень після відкриття Z -бозона американські фізики вирішили скасувати спорудження прискорювача проміжної потужності на Лонг-Айленді та піти ва-банк. Вони вирішили збудувати велетенський прискорювач з енергією центру мас, майже в сотню разів більшою, аніж у SPS, що в ЦЕРН. Для цього їм були потрібні новітні надпровідні магніти, тож їхнє дитя дістало назву Надпровідного суперколайдера (SSC).

Після того, як 1983 року американська спільнота фізиків елементарних частинок виступила з пропозицією цього проекту, почалася традиційна мишача метушня різних штатів за урвання шматка велетенського фіскального пирога за його побудову та утримання. Після тривалих політичних і наукових перетягувань каната було обрано місце на південних околицях Далласу, штат Техас, у містечку Ваксахачі. Якими б не були мотиви цього рішення, Техас видавався напрочуд підходящим місцем, адже все, що стосувалося цього проекту, який 1987 року схвалив президент Рейган, було надвеликим.