Лайфхакер
Лайфхакер
Лучшее
Новости
Жизнь
Рецепты
Здоровье
Кино
Технологии
Покупки
Лучшее
Новости
Жизнь
Рецепты
Здоровье
Кино
Технологии
Покупки
Куда поехать на выходные
Розовый октябрь
✍️ Написать
Добрые новости
Есть мнение
Норм или стрём
Личный опыт
Объясняем за минуту
ЛикбезОбразование
29 июня 2025

Что такое бозон Хиггса и как его открытие повлияло на представления о мире

Эта частица оказалась ключом к пониманию самой материи.
Фото автора Настя Морошкина
Настя Морошкина

Автор Лайфхакера

Что такое бозон Хиггса и как его открытие повлияло на представления о мире

Открытие «частицы Бога» — так ещё называют бозон Хиггса — считается важнейшим шагом в понимании устройства Вселенной. Как появилась эта идея, что собой представляет эта частица и почему её обнаружение стало таким значимым — разберёмся по порядку.

✍️ Скоро читатели смогут публиковать свои тексты на Лайфхакере. Станьте первыми!

Что такое бозон Хиггса и зачем он понадобился физикам

Когда-то люди думали, что атом — самая маленькая, неделимая частица вещества. Но наука не стоит на месте: в конце XIX века Джозеф Джон Томсон открыл электрон, доказав, что атомы можно разделить. Позже Эрнест Резерфорд также показал, что в их центре находится плотное ядро, состоящее из протонов и нейтронов. А электроны вращаются вокруг этого ядра. 

Но и это не конечная точка. В 1960‑х годах физики Мюррей Гелл-Манн и Джордж Цвейг выдвинули гипотезу, что протоны и нейтроны состоят из ещё более мелких частиц — кварков. Эксперименты вскоре подтвердили их существование. 

Так наука пришла к понятию элементарных частиц — фундаментальных «кирпичиков», которые уже нельзя разделить на что-то меньшее.

Чтобы систематизировать всё многообразие этих частиц и сил, которые ими управляют, учёные создали Стандартную модель. Она делит элементарные частицы на два больших класса:

  • Фермионы — «строительные блоки» материи. К ним относятся кварки и лептоны — например, электроны, мюоны и нейтрино.
  • Бозоны — частицы, с помощью которых происходят взаимодействия между другими элементами. К ним относится, например, фотон — он отвечает за электромагнитное взаимодействие, то есть за свет, радиоволны и всё, что связано с электричеством и магнетизмом. Глюон — это бозон, который «склеивает» кварки внутри протонов и нейтронов. В эту же категорию попадает и бозон Хиггса — правда, в таблице Стандартной модели он обычно изображается особняком. 

Хотя Стандартная модель хорошо описывает поведение элементарных частиц, в ней долгое время оставалась серьёзная проблема: она работала идеально только в том случае, если считать, что частицы не имеют массы. Но в реальности у многих из них масса есть — например, у электронов и кварков. Почему? Теория не давала на это ответа. А без него наша физическая картина мира была бы неполной. 

Стандартная модель элементарных частиц
Стандартная модель элементарных частиц. Изображение: Wikimedia Commons

В 1964 году несколько физиков, включая Питера Хиггса, предложили решение. Они предположили, что всю Вселенную пронизывает особое поле — поле Хиггса. Частицы взаимодействуют с ним по-разному: одни сильнее «цепляются» за него, другие слабее, а некоторые вообще его не чувствуют. И именно это делает их тяжёлыми или лёгкими. То есть если частица вообще не контактирует с полем Хиггса, как, например, фотон, у неё нет массы. А если взаимодействие сильное — масса большая.

Бозон Хиггса же — это квант, то есть наименьшее возможное возмущение самого поля, его мельчайшая неделимая часть. Аналогично тому, как фотон — это квант электромагнитного поля, бозон Хиггса относится к полю Хиггса. Именно его учёные и пытались обнаружить. Ведь если найти бозон Хиггса, это будет прямым доказательством существования поля, которое придаёт массу другим частицам.

Как искали — и как наконец обнаружили бозон Хиггса

Хотя теория, предсказавшая бозон Хиггса, была элегантна, доказать его существование было почти невозможно. Это настоящий «призрак»: рождаясь, бозон Хиггса мгновенно распадается на другие частицы. Единственный шанс увидеть его — создать условия для его рождения и поймать «осколки» распада. Например, пары фотонов или мюонов, чьи энергия и импульс укажут на невидимого родителя.

Но чтобы создать такую тяжёлую частицу массой в 130 раз больше протона, нужны крайне мощные столкновения. Решением стал Большой адронный коллайдер в ЦЕРН. В нём протоны разгоняются почти до скорости света и сталкиваются, воссоздавая условия ранней Вселенной. Но даже здесь бозон Хиггса рождается крайне редко — лишь в одном из миллиарда столкновений. 

Найти его след — всё равно что отыскать в горах сена единственную иголку, которая к тому же мгновенно рассыпается.

На БАК были установлены два главных детектора — ATLAS и CMS, каждый из которых независимо искал следы распада бозона Хиггса. И наконец, после многих лет наблюдений и сбора данных, 4 июля 2012 года учёные ЦЕРН официально объявили об открытии новой частицы. Дополнительные проверки показали, что её параметры совпадали с теми, что предсказывала теория для бозона Хиггса. Это был триумф экспериментальной физики, сравнимый по значимости с открытием атомного ядра.

Как открытие бозона Хиггса повлияло на науку

Бозон Хиггса: 3D-визуализация события
3D-визуализация события, зафиксированного детектором CMS в 2012 году. Оно может быть распадом бозона Хиггса на пару фотонов. Изображение: McCauley, Thomas; Taylor, Lucas; for the CMS Collaboration / Wikimedia Commons 

«Поимка» бозона Хиггса запустила цепь событий, глубоко повлиявших на физику и технологии. Вот ключевые последствия этого открытия.

Утверждение Стандартной модели 

Как уже говорилось выше, обнаружение бозона Хиггса подтвердило существование поля Хиггса — фундаментального механизма, который придаёт массу элементарным частицам. Это открытие стало решающим доказательством и позволило завершить Стандартную модель, сделав её полноценной и максимально точной на сегодняшний день теорией микромира. Благодаря этому мы знаем, как W- и Z‑бозоны, кварки, лептоны и другие частицы приобретают массу.

Открытие принесло Питеру Хиггсу и Франсуа Энглеру Нобелевскую премию по физике в 2013 году и стало триумфом десятилетий совместной работы теоретиков и экспериментаторов.

Новая глава в космологии

Открытие бозона Хиггса помогло глубже понять, как устроена Вселенная с самого её рождения. Учёные давно знали, что сразу после Большого взрыва все силы природы были объединены. Но примерно через одну пикосекунду (это 0,000000000001 секунды) после начала времени произошёл так называемый «разрыв симметрии». Тогда единое электрослабое взаимодействие распалось на два отдельных — электромагнитное и слабое. Слабое взаимодействие управляет радиоактивным распадом и превращениями элементарных частиц, а электромагнитное — это сила, стоящая за светом, электричеством и магнетизмом.

Именно хиггсовское поле отвечает за этот переход, без него не было бы ни атомов, ни звёзд, ни нас с вами. 

Новые направления исследований

Обнаружение бозона Хиггса завершило одну главу в физике и одновременно открыло другую. Теперь учёные сосредоточены на тщательном изучении его самого. Они проверяют, не распадается ли бозон Хиггса на частицы тёмной материи, не существуют ли дополнительные хиггсовские поля и не отличается ли его самовзаимодействие от расчётов. Особенно важны ди-хиггсовые процессы — случаи, когда рождаются сразу два бозона — потому что они могут рассказать о структуре поля Хиггса и природе электрослабого взаимодействия.

Создание передовых технологий

Охота на бозон Хиггса потребовала технологического прорыва. Строительство и работа Большого адронного коллайдера привели к появлению сверхпроводящих магнитов, систем охлаждения, алгоритмов для анализа огромных массивов данных в реальном времени.

Эти разработки нашли применение далеко за пределами физики высоких энергий. Они стали основой для технологий, которые мы используем в системах безопасности, искусственном интеллекте, медицине. Например, протонной терапии для лечения онкологических заболеваний или позитронно-эмиссионной томографии.

Что в итоге

Открытие бозона Хиггса стало поворотной точкой: оно подтвердило фундаментальный механизм, объясняющий происхождение массы, и завершило Стандартную модель. Но это только начало. 

Уже к 2030 году ЦЕРН планирует запустить обновлённый Большой адронный коллайдер с высокой светимостью — он позволит производить 15 миллионов бозонов Хиггса в год вместо нынешних 3 миллионов. Таких масштабов удалось достичь, потому что учёные теперь знают, что и где искать, — но этого всё равно мало. Ведь бозон Хиггса всё ещё сложно изучать, поскольку он редко рождается и моментально распадается. Поэтому увеличение числа бозонов даёт шанс рассмотреть даже редчайшие сценарии их поведения — и, возможно, открыть новые законы природы.

В перспективе — строительство Циркулярного коллайдера огромной мощности, который может привести к открытиям за пределами известной физики, включая природу тёмной материи. Бозон Хиггса уже изменил науку — но, возможно, самые важные ответы он ещё только готовит.

Узнайте больше
🧠
Что такое кротовая нора и существует ли она на самом деле
Кто такой «кот Шрёдингера» и где эта концепция применяется в реальной жизни
Правда ли, что скоро технологии выйдут из-под нашего контроля
Можно ли создать поезд, идущий через ядро Земли, как в фильме «Вспомнить всё»
8 крупнейших тайн физики, которые до сих пор не разгаданы
Обложка: Анна Исаченко / Лайфхакер
Если нашли ошибку, выделите текст и нажмите Ctrl + Enter
Это интересно
Тайная жизнь аэропортов

Тайная жизнь аэропортов

Что в сумке? Как изменилось то, что мы носим с собой

Что в сумке? Как изменилось то, что мы носим с собой

Это страшнее расставания: когда сердце может «разбиться» на самом деле

Это страшнее расставания: когда сердце может «разбиться» на самом деле

Давайте посчитаем. Как эффективно вести семейный бюджет

Давайте посчитаем. Как эффективно вести семейный бюджет

Комментарии
Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий
Максим Прохоров
30.06.25 12:11
автор статьи девушка - надо поставить памятник, сам защищался по квантовой механике, знаю как непросто в этой теме разобраться получилось понятно кажется для очень тупых
Настя Морошкина
01.07.25 00:15
большое спасибо! старалась :)
Israfiel
01.07.25 12:37
Б. Х. Придаёт массу всем массивным частицам, при этом он явление крайне редкое и сразу после появления распадается. То, за что "цепляется" вся материя, приобретая от этого массу, нужно добывать в коллайдере. Б. Х. быстро распадается, при этом он поле. Этот поле в 130 раз тяжелее протона. Это всё что известно о Б. Х., и это каким то образом прекрасно вписывается в Стандартную Модель, делая её законченной. У кого ещё возникают вопросы, запомните: науки это не ваше.
всем нам кирдык, и вам тоже
02.07.25 22:13
И точно не ваше.
Israfiel
03.07.25 03:16
Гы гы-гы-гы
Что вы могли пропустить
Мумии русалок и проклятия гробниц: что скрывается за археологическими «сенсациями»
Мумии русалок и проклятия гробниц: что скрывается за археологическими «сенсациями»
0
Вчера
Образование
Образование
8 безобидных вещей и занятий, которые в прошлом были запрещены
8 безобидных вещей и занятий, которые в прошлом были запрещены
0
22 октября
Образование
Образование
Может ли чат-бот быть расистом? Что такое алгоритмическая предвзятость
Может ли чат-бот быть расистом? Что такое алгоритмическая предвзятость
0
18 октября
Образование
Образование
«Я тебя могну»: английский сленг из песен на русском, который вы могли не понять
«Я тебя могну»: английский сленг из песен на русском, который вы могли не понять
0
15 октября
Образование
Образование
Знаете ли вы, почему время идёт только вперёд?
Знаете ли вы, почему время идёт только вперёд?
0
14 октября
Образование
Образование
Как перестать забывать о важных вещах с помощью разных видов памяти
Как перестать забывать о важных вещах с помощью разных видов памяти
0
12 октября
Образование
Образование
Астроном Владимир Сурдин: 6 космических чудес, которые поражают воображение
Астроном Владимир Сурдин: 6 космических чудес, которые поражают воображение
0
11 октября
Образование
Образование
Правда ли интроверты скромные, а экстраверты не умеют молчать
Правда ли интроверты скромные, а экстраверты не умеют молчать
0
8 октября
Образование
Образование
Не только служанка и ткачиха: 5 неожиданных женских профессий в Средние века
Не только служанка и ткачиха: 5 неожиданных женских профессий в Средние века
6 октября
«Горящая изба»
Образование
5 фактов о том, как люди всерьёз ждали конец света
5 фактов о том, как люди всерьёз ждали конец света
0
2 октября
Образование
Образование
6 животных, которым не чуждо состояние опьянения
6 животных, которым не чуждо состояние опьянения
0
25 сентября
Образование
Образование
5 судебных процессов, которые повлияли на ход истории
5 судебных процессов, которые повлияли на ход истории
0
23 сентября
Образование
Образование
От космоса до песчинки: 9 кадров из фильмов художника Тома Ванза, от которых захватывает дух
От космоса до песчинки: 9 кадров из фильмов художника Тома Ванза, от которых захватывает дух
0
22 сентября
Образование
Образование
Онлайн-школы для домашнего обучения: как выбрать лучшую и на что обратить внимание
Онлайн-школы для домашнего обучения: как выбрать лучшую и на что обратить внимание
0
17 сентября
Образование
Образование
Как превратить студенческий дизайн-проект в настоящий парк или набережную
Как превратить студенческий дизайн-проект в настоящий парк или набережную
0
17 сентября
Образование
Образование

Новые комментарии

Аватар автора комментария
Dmitry Sizonov8 часов назад

0 / 0

Toocki, кстати, за свои деньги - неплохие.
30 полезных мелочей с AliExpress, которые можно купить за 99 рублей
Аватар автора комментария
Inna Gorda9 часов назад

0 / 0

И как, этот рецепт реальный? Всего 40 грамм муки, никакой инфы, как замешивать, и такие плотные шарики из пропитанного соком тунца, майонеза и жидких яиц?
Запечённые фрикадельки из тунца — лёгкий способ добрать белок
Аватар автора комментария
9 часов назад

0 / 0

Не-не-не-не, не буду смотреть, ни отзывы читать... дождусь обзора сами знаете кого;)
«Рождение империи» — красивый фильм о том, как добрый царь побеждает всех врагов
Аватар автора комментария
Виктор Подволоцкий14 часов назад

0 / 0

давайте ссылку, что-то не нахожу
Топовый планшет от Honor с клавиатурой со скидкой 45% — забираем на замену ноутбуку
Что в сумке? Как изменилось то, что мы носим с собой

Что в сумке? Как изменилось то, что мы носим с собой

Лайфхакер
Информация
О проектеРубрикиРекламаРедакцияВакансииО компании
Подписка
TelegramВКонтактеTwitter (X)PinterestYouTubeИнициалRSS
Правила
Пользовательское соглашениеПолитика обработки персональных данныхПравила применения рекомендательных технологийПравила сообществаСогласие на обработку персональных данныхСогласие для рекламных рассылокСогласие для информационной программы
18+Копирование материалов запрещено.
Издание может получать комиссию от покупки товаров, представленных в публикациях