В теории электрослабых сил осталось много темных мест, например, непонятно, почему массы частиц именно такие, какими мы их наблюдаем, почему они разные и с трудом подчиняются каким-либо закономерностям. Не везде теория красиво стыкуется с данными из космологии и астрофизики. Тем не менее эта модель была многократно проверена экспериментально и прошла столько испытаний, что на сегодняшний день в физике нет достойных альтернатив, которые можно было бы ей противопоставить.
В последнее время ученые разрабатывают варианты механизма спонтанного нарушения симметрии без введения хиггсовских полей — на случай, если бозоны во время эксперимента так и не появятся. Ведь любые математические построения должны опираться на опыт, а иначе физика перестанет описывать реальность.
Теория электрослабого взаимодействия пасует и перед вопросом о массе самого бозона. А ведь экспериментаторам нужно знать хотя бы приблизительно тот промежуток энергий, в котором нужно искать злополучную частицу. Чтобы получить это энергетическое окно, ученые комбинируют выводы теории и экспериментальные данные.
Нижнюю границу промежутка уже несколько лет подвигают вверх экспериментаторы: они отсекают те энергии, при которых провели достаточное количество измерений, но ничего не обнаружили. Данные, полученные во время последних экспериментов LEP’a с вероятностью в 95 % говорят о том, что масса искомой частицы не меньше 114,4 ГэВ.
Чтобы получить ограничение сверху, ученые анализируют экспериментальные измерения величин, которые в теории тесно связаны с бозоном. Например, масса бозона Хиггса сильно зависит от масс бозонов-переносчиков слабого взаимодействия, поэтому каждый новый эксперимент, связанный с наблюдением этих частиц, дает нам дополнительные сведения о потерянном бозоне. По данным того же LEP, искомая частица не массивнее, чем 196 ГэВ. А буквально недавно физики из лаборатории Ферми, работающие на ускорителе «Тэватрон», сообщили о том, что в области от 160 до 170 ГэВ с 95 %-й вероятностью бозон Хиггса обнаружить не удастся.
Гипотетическое поле Хиггса в своих проявлениях сильно отличается от привычных на полей, с которыми мы сталкиваемся каждый день.
Например, нам кажется очевидным, что система, в которой поля нет, обладает меньшей энергией, чем система, в которой оно есть. А так как любая система стремится в состояние с минимальной энергией (например, на нашей планете все предметы стремятся упасть вниз), значит, она пытается любыми способами избавиться от присутствующих в ней полей.
В случае поля Хиггса это не совсем верно. Система находится в наиболее выгодном состоянии только тогда, когда в ней присутствует равномерное поле определенной величины. Вот почему ученые предполагают, что вся Вселенная пронизана этим гипотетическим полем.
