Тончайшее несовершенство, что порождает всё. Долгий путь частице Бога и Новая физика, которая изменит мир

Эта идея привела в начале 1960‑х к бурному переосмыслению того, как следует строить теории взаимодействий элементарных частиц, особенно в применении к сильным взаимодействиям, к свойствам адронов, которые тогда выглядели довольно загадочными. В течение нескольких лет теоретическое сообщество в научных статьях и на конференциях обсуждало, как совместить эту идею с теорией относительности. То есть идея витала в воздухе, но никак не удавалось найти ей корректного математического воплощения. В 1964 году бельгийцы Роберт Браут и Франсуа Англер и – чуть позже, но независимо от них – британский физик Питер Хиггс в своих коротких статьях наконец‑то построили нужное описание, по крайней мере для простейших вариантов взаимодействия. По этой причине теоретический механизм, сформулированный в их работах, зачастую называют механизмом Браута-Англера-Хиггса, добавляя иногда еще несколько имен физиков, на чьи идеи опиралась эта тройка.

Необходимо добавить, что ровно те же идеи в несколько ином оформлении были изложены еще в одной статье 1964 года. Ее авторами были трое физиков из лондонского Имперского колледжа: Джеральд Гуральник, Карл Ричард Хаген и Томас Киббл. Собственную версию механизма они построили независимо от Браута, Англера и Хиггса, но, когда статья уже была готова к отправке в научный журнал, они получили оттиски опубликованных статей бельгийцев и Хиггса и поняли, что несколько опоздали. Свою работу они опубликовали, но были вынуждены упомянуть и предшественников.

В 2004 году, когда строительство Большого адронного коллайдера шло полным ходом, Брауту, Англеру и Хиггсу была присуждена премия Вольфа по физике, неофициально считающаяся предвестницей Нобелевской премии. В 2010 году все шесть физиков разделили премию Сакураи, еще один престижный знак отличия в физике элементарных частиц. Наконец, в 2013 году, после открытия бозона Хиггса, Нобелевский комитет решил присудить Нобелевскую премию по физике Франсуа Англеру и Питеру Хиггсу – за теоретическое описание хиггсовского механизма. Роберт Браут ушел из жизни незадолго до этого; будь он жив, он, несомненно, тоже получил бы награду.

Следует добавить, что, независимо от всех перечисленных выше первооткрывателей механизма, ровно те же идеи и примерно в то же время разработали Александр Мигдал и Александр Поляков, в будущем – выдающиеся советские физики-теоретики, а в тот момент – студенты, которым было лишь по 19 лет. В своих воспоминаниях Мигдал рассказывает, что они написали статью и целых два года пытались опубликовать ее в отечественном журнале, но поначалу никто не хотел воспринимать их работу серьезно. Статья вышла в “Журнале экспериментальной и теоретической физики” лишь в 1966 году, когда, как говорится, поезд уже ушел, да и на Западе она долгое время была неизвестна. Тем не менее в сопроводительных материалах к премии 2013 года Нобелевский комитет воздает должное статье Мигдала и Полякова.

В своем описании событий 1964 года Тонелли допускает еще одно чрезмерное упрощение: он говорит, что после работ Хиггса и бельгийцев стало ясно, как возникает спонтанное нарушение симметрии электрослабого взаимодействия. Здесь несколько смазана последовательность событий. В 1964 году теории электрослабой симметрии еще не существовало, это более поздняя конструкция. И бельгийцы, и Хиггс строили свою теорию для очень упрощенного примера взаимодействий, а не для реалистичной ситуации. Мало того: гораздо более плодотворной выглядела в то время идея применить спонтанное нарушение симметрии к свойствам адронов – ведь кварковая структура адронов тогда только-только выходила на арену и не была общепринятой. Лишь несколько лет спустя, после построения теории электрослабых взаимодействий и включения в нее кварков и лептонов, стало отчетливо ясно, что хиггсовский механизм должен играть в ней ключевую роль.

Более подробную историю возникновения хиггсовского механизма и ссылки на исторические материалы можно найти в научно-популярной статье Иванов И. Нобелевская премия по физике — 2013. Элементы. ру, 10.10.2013.

Когда эта книга готовилась к печати, из Эдинбурга пришло печальное известие о кончине Питера Хиггса. Подробнее о жизни и работе скромного британского физика, ставшего мировой знаменитостью против своей воли, можно прочитать в научно-популярной статье Левин A. Тихий физик из Эдинбурга: памяти Питера Хиггса. Элементы. ру, 15.04.2024. Заинтересованному читателю можно также порекомендовать биографические книги о жизни Питера Хиггса (Frank Close. Elusive: How Peter Higgs Solved the Mystery of Mass. Basic Books, 2022) и Франсуа Англера (Losman D. Il n’est sagesse sans folie. La vie singulière de François Englert. Académie royale de Belgique, 2023).

Как обстоят дела в хиггсовской физикепо состоянию на 2024 год