Лоуренс Краусс - Таємниці походження всесвіту

Очевидно, що в реалістичній моделі частинка Хіггса зв’язувалася б не лише з електроном, а й з іншими задіяними в слабкій взаємодії частинками. За відсутності конденсату Хіггса всі ці частинки: протони чи частинки, з яких вони складаються, мюони тощо – були б строго безмасовими. Кожен аспект, відповідальний за наше існування, узагалі за існування масивних частинок, з яких ми складаємося, постає наслідком простої випадковості природи – формування в нашому всесвіті специфічного конденсату Хіггса. Характерні риси, які роблять наш світ тим, чим він є, – галактики, зорі, планети, люди й взаємодії між усім цим, – суттєво відрізнялися б, якби такий конденсат ніколи не сформувався.

Або сформувався б якось інакше.

Так само, як світ, доступний чуттям уявних фізиків на крижаному кристалі на тому віконному склі холодного зимового ранку, був би зовсім іншим, якби цей кристал зорієнтувався в іншому напрямку, і риси нашого світу, які уможливлюють наше існування, критично залежать від природи цього конденсату Хіггса. Відповідно, те, що може здатися надзвичайною особливістю характеристик частинок і полів, з яких складається світ, у якому ми живемо, насправді не більш особливе, сплановане чи значуще за випадкову орієнтацію гребеня того крижаного кристала, хай би яким особливим значенням не наділяли його істоти, які живуть на тому кристалі.

І ще один, останній шматочок поезії. Унікальна янг-міллзівська модель, до якої 1967 року прийшов Вайнберґ і на яку рік по тому натрапив Абдус Салам, була точно тією самою моделлю, яку шістьма роками раніше запропонував давній шкільний товариш Вайнберґа Шелдон Ґлешоу у відповідь на кинутий Швінґером виклик виявити симетрію, яка могла б об’єднати слабку й електромагнітну взаємодії. Жоден інший вибір не зміг би математично відтворити те, що ми нині спостерігаємо у світі. Упродовж цих шести років модель Ґлешоу переважно ігнорували, оскільки на той час не було відомо жодного механізму, який надав би маси слабким бозонам. Але тепер цей механізм, механізм Хіггса, з’явився.

Вайнберґ та Ґлешоу, чиї життєві шляхи перепліталися із самого дитинства, пізніше разом із Саламом отримають Нобелівську премію за абсолютно незалежні відкриття найвидатнішого об’єднання у фізичній теорії відтоді, як Максвелл об’єднав електрику й магнетизм, а Ейнштейн – простір і час.

Можна було б очікувати, що появу статті Вайнберґа фізики з усіх куточків світу зустрінуть вечірками з феєрверками. Проте впродовж трьох років після публікації теорії Вайнберґа жоден фізик, навіть сам Вайнберґ, не знайшов приводу послатися на цю статтю, яка нині є однією з найбільш цитованих праць в усій фізиці елементарних частинок. Якщо й було зроблене видатне відкриття властивостей природи, цього ніхто не помітив.

Зрештою, максвеллівське об’єднання зробило чудове передбачення, що світло є електромагнітною хвилею, швидкість якої можна обрахувати неемпірично, і – вуаля! – передбачена швидкість світла збіглася з виміряною експериментально. Ейнштейнове об’єднання простору й часу передбачило вповільнення годинників для рухомих спостерігачів, і – вуаля! – вони дійсно сповільнюються саме так, як було передбачено. 1967 року об’єднання слабкої й електромагнітної взаємодій Ґлешоу – Вайнберґа – Салама передбачило існування трьох нових векторних бозонів, майже в сотню разів важчих за будь-які зафіксовані на той момент частинки. Вона також передбачила нові взаємодії між електронами, нейтрино й матерією, зумовлені свіжопередбаченою Z -частинкою, яку мало того, що ніхто ще ніколи не бачив, так ще й із деяких експериментів випливало, що вона не існує. Вона також вимагала існування нового й ще не виявленого масивного фундаментального скалярного бозона, частинки Хіггса, тоді як жодних фундаментальних скалярних частинок досі в природі не траплялося. І, нарешті, ніхто не знав, чи має вона сенс як квантова теорія.

Тож хіба варто дивуватися, що ця ідея одразу ж не оволоділа масами? Утім, упродовж десятиліття все зміниться, і наслідком цього стане найпродуктивніший у теоретичному плані період в історії фізики елементарних частинок із часів відкриття квантової механіки. І хоча процес почався з калібрувальної теорії слабкої взаємодії, кінцевий результат виявився набагато величнішим.