O’zbekiston respublikasi farg’ona davlat universiteti “fizika-texnika” fakulteti “fizika” kafedrasi

Standart model
Fiziklar bizning koinotimizning asosiy zarralari va kuchlarini Standart Model nuqtai nazaridan tushuntiradilar - bu kvant maydon nazariyasiga asoslangan keng tarqalgan qabul qilingan asos bo'lib, tortishish kuchidan tashqari deyarli barcha ma'lum zarralar va kuchlarni katta aniqlik bilan bashorat qiladi. (Og'irlik uchun alohida nazariya, umumiy nisbiylik qo'llaniladi.) Standart modelda tabiatdagi zarralar va kuchlar (tortishish kuchidan tashqari) o'lchov o'zgarmasligi va simmetriyalar deb nomlanuvchi kvant maydonlarining xususiyatlaridan kelib chiqadi. Standart modeldagi kuchlar o'lchov bozonlari deb nomlanuvchi zarralar tomonidan uzatiladi.
2.2 Bozon massasining o'lchovi muammosi
Elektromagnit va kuchli kuchlarni tushunishda o'lchov o'zgarmasligiga asoslangan kvant maydon nazariyalari katta muvaffaqiyat bilan qo'llanilgan, ammo 1960-yilga kelib kuchsiz kuch (va uning elektromagnit kuch bilan birikmasi) uchun o'lchov o'zgarmas nazariyasini yaratishga barcha urinishlar bo'ldi. elektr zaif o'zaro ta'sir doimiy ravishda muvaffaqiyatsizlikka uchragan va natijada o'lchov nazariyalari obro'sizlana boshlagan. Muammo shundaki, bu ikki kuch uchun simmetriya talablari zaif kuchning o'lchov bozonlari ( W va Z ) nol massaga ega bo'lishini noto'g'ri bashorat qilgan. Ammo tajribalar shuni ko'rsatdiki, W va Z o'lchovli bozonlar nolga teng bo'lmagan massaga ega. Yana bir muammo shundaki, ko'plab istiqbolli echimlar mavjud bo'lishi uchun Goldstone bozonlari deb nomlanuvchi qo'shimcha zarrachalar kerak edi. Ammo dalillar bular ham mavjud emasligini ko'rsatdi. Bu shuni anglatadiki, yo o'lchov o'zgarmasligi noto'g'ri yondashuv edi, yoki boshqa narsa - noma'lum - kuchsiz kuchning W va Z bozonlariga o'z massasini berdi va buni Goldstone bozonlarini ham yaratmaydigan tarzda amalga oshirdi. 1950-yillarning oxiri va 1960-yillarning boshlariga kelib, fiziklar bu muammolarni qanday hal qilishni yoki zarrachalar fizikasi uchun keng qamrovli nazariyani qanday yaratishni hali ham bilmay qolishgan.
Higgs mexanizmi 
1963-yil va 1964-yil boshlarida chop etilgan maqolalardan so'ng, tadqiqotchilarning uchta guruhi mustaqil ravishda ushbu nazariyalarni to'liqroq ishlab chiqdilar, bu 1964-yilgi PRL simmetriyasini buzish qog'ozlari sifatida tanildi. Uchala guruh ham xuddi shunday xulosaga kelishdi va faqat ayrim cheklangan holatlar uchun emas, balki barcha holatlar uchun. Ular koinotda g'ayrioddiy maydon mavjud bo'lsa, elektrozaif simmetriya uchun shartlar "buziladi" va haqiqatan ham Goldstone bozonlari bo'lmaydi va ba'zi mavjud bozonlar massaga ega bo'lishini ko'rsatdi. Buning sodir bo'lishi uchun zarur bo'lgan maydon (bu o'sha paytda faqat faraziy edi) Xiggs maydoni ( Piter Xiggsdan keyin ) deb nomlandi. Tadqiqotchilardan biri va uning simmetriya buzilishiga olib kelgan mexanizmi, Higgs mexanizmi deb nomlanadi. Kerakli maydonning asosiy xususiyati shundan iboratki, maydon noldan farqli qiymatga ega bo'lishi uchun boshqa barcha ma'lum maydonlardan farqli o'laroq, nol qiymatdan kamroq energiya talab qilinadi, shuning uchun Xiggs maydoni nolga teng bo'lmagan qiymatga ega (yoki vakuum kutilishi ). Bu nolga teng bo'lmagan qiymat nazariy jihatdan elektr zaif simmetriyani buzishi mumkin. Bu kuchsiz kuch o'lchagich bozonlari boshqaruv simmetriyasiga qaramasdan, o'lchov o'zgarmas nazariyasi doirasida qanday massaga ega bo'lishi mumkinligini ko'rsatishga qodir bo'lgan birinchi taklif edi. Garchi bu g‘oyalar dastlabki qo‘llab-quvvatlanmasa ham, e’tibor ham topilmagan bo‘lsa-da, 1972-yilga kelib ular keng qamrovli nazariyaga aylandi va o‘sha paytda ma’lum bo‘lgan zarrachalarni to‘g‘ri tasvirlaydigan va boshqa bir qancha aniqlik bilan bashorat qiladigan “aqlli” natijalarni berishga qodirligi isbotlandi. zarralar keyingi yillarda topilgan. 1970-yillarda bu nazariyalar tezda zarralar fizikasining standart modeliga aylandi.

9-rasm. Xiggs maydoni
Standart model elektrozaif simmetriyani "buzish" va zarrachalarga ularning to'g'ri massasini berish uchun zarur bo'lgan maydonni o'z ichiga oladi. "Xiggs maydoni" deb ataladigan bu maydon butun kosmosda mavjud bo'lib, u elektr zaif o'zaro ta'sirning ba'zi simmetriya qonunlarini buzadi va Xiggs mexanizmini ishga tushiradi. Shuning uchun u kuchsiz kuchning V va Z o'lchovli bozonlarini o'ta yuqori qiymatdan past bo'lgan barcha haroratlarda massiv bo'lishiga olib keladi. Bozonlarning kuchsiz kuchi massaga ega bo'lganda, bu ularning erkin yura oladigan masofasiga ta'sir qiladi, bu juda kichik bo'lib qoladi va tajriba natijalariga mos keladi. Bundan tashqari, keyinchalik ma'lum bo'ldiki, xuddi shu soha materiyaning boshqa asosiy tarkibiy qismlarini (shu jumladan,) nima uchun boshqacha tarzda tushuntiradielektronlar va kvarklar ) massaga ega.
Elektromagnit maydon kabi boshqa barcha ma'lum maydonlardan farqli o'laroq, Xiggs maydoni skalyar maydon bo'lib, vakuumda nolga teng bo'lmagan o'rtacha qiymatga ega .
Gipoteza qilingan Xiggs nazariyasi bir nechta asosiy bashoratlarni amalga oshirdi. Muhim bashoratlardan biri "Xiggs bozoni" deb ataladigan mos zarracha ham mavjud bo'lishi kerak edi. Xiggs bozonining mavjudligini isbotlash Xiggs maydonining mavjudligini isbotlaydi va shuning uchun nihoyat standart modelning tushuntirishlari to'g'ri yoki yo'qligini isbotlaydi. Shu sababli, Xiggs maydonining o'zi mavjudligini isbotlash usuli sifatida Xiggs bozonini keng qamrovli izlanishlar olib borildi. 
Eksperimental tekshiruv bilan tasdiqlangan maydonning mavjudligi, ba'zi bir fundamental zarrachalar, ularning o'zaro ta'sirini nazorat qiluvchi simmetriyalarga qaramay, ular massasiz bo'lishi kerakligiga qaramay, nima uchun massaga ega ekanligini tushuntiradi. Shuningdek, u zaif kuch bozonlari bosib o'tgan juda qisqa masofa va shuning uchun zaif kuchning juda qisqa masofasi kabi bir qancha boshqa uzoq vaqtdan beri mavjud bo'lgan jumboqlarni hal qiladi.
2018-yil holatiga ko'ra, chuqur tadqiqotlar zarracha standart Xiggs bozoni uchun bashoratlarga muvofiq harakat qilishda davom etayotganini ko'rsatadi. Topilgan zarrachaning bashorat qilingan barcha xususiyatlarga ega ekanligini yoki ba'zi nazariyalar ta'riflaganidek, bir nechta Xiggs bozonlari mavjudligini yuqori aniqlik bilan tekshirish uchun ko'proq tadqiqotlar talab etiladi.
Ushbu sohaning tabiati va xususiyatlari hozirda LHCda to'plangan ko'proq ma'lumotlardan foydalangan holda yanada chuqurroq o'rganilmoqda.
Xiggs maydoni va bozonni tasvirlash uchun turli xil analogiyalardan foydalanilgan, shu jumladan kamalak va prizma, elektr maydonlari va suv yuzasidagi to'lqinlar kabi taniqli simmetriyani buzuvchi effektlar bilan o'xshashliklar. Axborot vositalari orqali harakatlanadigan so'l ob'ektlarning qarshiligiga asoslangan boshqa analogiyalar (masalan, olomon orasidan harakatlanadigan odamlar yoki sirop yoki shinni orqali harakatlanadigan ba'zi ob'ektlar) odatda ishlatiladi, lekin noto'g'ri, chunki Xiggs maydoni zarrachalarga qarshilik ko'rsatmaydi va massa ta'siri. qarshilik tufayli yuzaga kelmaydi.
Xiggs bozoni va dala xususiyatlariga umumiy nuqtai 

10-rasm. Xiggs maydonining "Meksika shlyapa shaklidagi" potentsiali
Xiggs maydonining " Meksika shlyapa shaklidagi " potentsiali ba'zi zarralarning massa olishiga sabab bo'ladi.
Standart modelda Xiggs bozoni massiv skalyar bozon bo'lib, uning massasi eksperimental tarzda topilishi kerak. Uning massasi 125,35 ± 0,15 GeV ekanligi aniqlangan. Bu juda yuqori energiyalarda ham massivligicha qoladigan yagona zarrachadir. U nol aylanishga, teng (ijobiy) paritetga, elektr zaryadiga, rang zaryadiga ega emas va massaga (o'zaro ta'sir qiladi) juftlarga ega.  Bundan tashqari, u juda beqaror, bir nechta mumkin bo'lgan yo'llar orqali deyarli darhol boshqa zarrachalarga parchalanadi.