Бозон Хиггса сможет объяснить размер вселенной?

Вселенная не была бы такой же без бозона Хиггса. Эта легендарная частица играет свою роль в космологии и показывает возможность существования других тесно связанных частиц.

Гонки для выявления бозона Хиггса проходят в ЦЕРНе. Этот Святой Грааль физики элементарных частиц помог бы объяснить, почему большинство элементарных частиц обладают массой. Таинственные частицы также помогут группе физиков EPFL понять эволюцию Вселенной с момента ее рождения. Если их теория подтвердится данными со спутника Planck, это прояснило бы несколько вопросов о прошлом и будущем Вселенной.


Вселенная, которая сегодня распространяется на миллиарды световых лет, была невероятно незначительной при своем рождении. Для объяснения этой дихотомии масштаба и того факта, что материя, казалось бы, распространяется по всей Вселенной однородно, физики вынуждены были прибегать к теоретическим трюкам: они добавили инфляционную фазу в Большой взрыв, начальное феноменальное расширение, благодаря которому Вселенная выросла на 10 ^ 26 за очень короткое время. За этим физики провели много времени и это им очень помогло.

В своих первых мгновения, Вселенная была невообразимо плотной. В этих условиях, почему сила тяжести замедлила свою первоначальную экспансию? Вот где бозон Хиггса вступает в игру - он может объяснить скорость и величину расширения, говорит Михаил Шапошников и его команда из лаборатории EPFL о физике элементарных частиц и космологии. В этой младенческой Вселенной, Хиггс, в фазе конденсата, будет вести себя совершенно особым образом - и тем самым изменит законы физики. Сила тяжести была бы уменьшена. Таким образом, физики смогут объяснить, как Вселенная расширилась с такой невероятной скоростью.

Что ждет Вселенную?

Теория может прояснить первые мгновения вселенной, но как насчет Вселенной сегодня? "Мы определили, что, когда конденсат Хиггса исчез, чтобы освободить место для частиц, которые существуют сегодня, уравнения допускают существование новых, безмассовых частиц, дилатонов", объясняет физик EPFL Даниэль Зенхаузерн.

Чтобы прийти к такому выводу, физики применяли математический принцип, известный как масштабная инвариантность, - начиная с бозона Хиггса, они были в состоянии определить существование его близкого родственника, дилатона,  а также его свойства. И оказывается, что эта новая и пока еще чисто теоретическая частица, имеет точные характеристики, чтобы объяснить существование темной энергии. Эта энергия объясняет, почему расширение текущей Вселенной вновь ускоряется, но ее происхождение пока не понятно. Этот теоретический заранее совершенно неожиданный результат обнадеживает ученых, ведь возможно они на правильном пути.

Астрофизики измеряют состояние сегодняшней Вселенной с использованием данных со спутника Planck. Они наблюдают световое эхо от Большого Взрыва, которое открывает большие возможности в масштабах космоса. В 2013 году кампания по измерению предоставит результаты, которые будут достаточно точными для сравнения с теоретическими предсказаниями ученых EPFL и они получат возможность увидеть, верна ли теория Хиггса. Ведь бозон скрыт не только в недрах ускорителя CERN.