В честь него был назван бозон Хиггса. Он стал ключевым элементом Стандартной модели, в которой заключены все знания человека об элементарных частицах.
Питер Хиггс, предсказавший существование новой частицы, названной в его честь (а также в честь Бога), умер в понедельник у себя дома в Эдинбурге, Шотландия. Ему было 94 года. Он положил начало полувековому поиску этой частицы по всему миру, на которые были потрачены миллиарды долларов, завершившемуся шампанским в 2012 году и Нобелевской премией годом позже.
Причиной смерти стало заболевание крови, сообщил Алан Уокер, его близкий друг и коллега-физик из Эдинбургского университета, где доктор Хиггс был почётным профессором.
Доктор Хиггс был 35-летним доцентом университета в 1964 году, когда он предположил существование новой частицы, которая могла бы объяснить, как другие частицы приобретают массу. Бозон Хиггса, также известный как «частица Бога», стал краеугольным камнем набора теорий, известных как Стандартная модель, в которой собраны все знания человека об элементарных частицах и силах, с помощью которых они формируют природу и Вселенную.
Доктор Хиггс был скромным человеком, который избегал атрибутов славы и предпочитал отдых на природе. У него не было телевизора, он не пользовался электронной почтой или мобильным телефоном. В течение многих лет он полагался на профессора Уокера, который, по словам одного из бывших студентов, был его «собакой-поводырём в цифровом мире».
Полвека спустя, 4 июля 2012 года, ему аплодировали стоя, когда он вошёл в лекционный зал Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН) в Женеве и услышал, что его частица наконец-то найдена. Во время веб-трансляции из лаборатории весь мир наблюдал, как он достал носовой платок и вытер слезу.
«Это просто невероятно, что такое случилось на моём веку», — сказал он в ходе интернет-трансляции.
Не став задерживаться на вечеринках, доктор Хиггс сразу же улетел домой, отпраздновав это в самолёте банкой пива London Pride. В ЦЕРНе, где в диспетчерской стоят полки с пустыми бутылками из-под шампанского в память о великих событиях, позже спросили, можно ли будет забрать эту банку, но доктор Хиггс уже выбросил её.
Питер Уэйр Хиггс родился 29 мая 1929 года в Ньюкасле-на-Тайне, Англия, в семье звукооператора Би-би-си Томаса Уэйра Хиггса и Гертруды Мод (Когхилл) Хиггс, которая вела домашнее хозяйство. Он вырос в Бристоле.
Его интерес к физике пробудился, когда он учился в той же школе, Готэм Граммар Скул, что и Поль Дирак, великий британский теоретик, который был одним из отцов квантовой механики (матерей у неё не было). Эта теория, описывающая силы природы как игру в мяч между переносящими взаимодействия частицами энергии, называемыми бозонами, станет той самой областью, в которой доктор Хиггс обретёт славу.
В возрасте 17 лет Питер перешёл в школу лондонского Сити, где изучал математику. Через год он поступил в Королевский колледж Лондона, который окончил в 1947 году со степенью бакалавра по физике. В 1954 году он получил степень доктора философии за исследование молекул и тепла.
После временных исследовательских должностей в Эдинбургском университете, Имперском колледже Лондона и Университетском колледже Лондона, в 1960 году он перешёл на постоянную работу в качестве преподавателя в Эдинбург. Доктор Хиггс полюбил этот город ещё во время учёбы в колледже, когда он часто гулял пешком по Шотландскому нагорью.
В те годы он также принимал активное участие в политической деятельности «Кампании за ядерное разоружение» и «Гринпис». Но он вышел из обеих организаций, когда они стали слишком радикальными на его вкус.
Именно в движении за разоружение он встретил и полюбил свою коллегу-активистку Джоди Уильямсон. Они поженились в 1963 году. Она умерла в 2008 году. У д-ра Хиггса остались двое сыновей, Кристофер, специалиста по информатике, и Джонатан, музыканта, а также двое внуков.
В Эдинбурге доктор Хиггс переориентировал свои исследования с химии и молекул на свою первую любовь — элементарные частицы.
Эдинбург был родиной Джеймса Клерка Максвелла (1831-1879), который осуществил первую великую унификацию физики, показав, что электричество и магнетизм являются различными проявлениями одной и той же силы, электромагнетизма, которая создаёт и свет. Судьбе доктора Хиггса было бы суждено продвинуть физику на следующий шаг, к теории, которую можно было бы написать на футболке, помогая показать, что электромагнетизм Максвелла и так называемая слабое взаимодействие, управляюще радиоактивностью, — это разные проявления одного и того же.
Однако, как это часто бывает в зигзагообразном прогрессе науки, доктор Хиггс думал, что делает совсем не это.
«В то время, — вспоминал он в интервью в Эдинбурге в 2014 году, — идея была в том, чтобы решить проблему сильного взаимодействия».
Сильное взаимодействие удерживает атомные ядра вместе. Согласно теории, частицы, переносящие это взаимодействие, — бозоны — должны быть безмассовыми, как фотон, передающий свет. Но, в то время как свет пересекает всю Вселенную, дальность действия сильного взаимодействия едва достигает размеров атомного ядра, что, по квантовым правилам, означает, что частица, переносящая её, должна быть почти такой же массивной, как целый протон.
Так как же носители сильного взаимодействия стали такими массивными?
Адаптировав идею, которую Филипп В. Андерсон из Принстона использовал для объяснения сверхпроводимости, доктор Хиггс предположил, что пространство заполнено невидимым полем энергии. Это поле воздействует на частицы, пытающиеся двигаться сквозь него, как свита, прикрепляющаяся к знаменитости, пытающейся попасть в бар, наделяя их тем, что мы воспринимаем как массу. Назовём это «пугающим действием повсюду» [отсылка к «пугающему дальнодействию», как Эйнштейн называл квантовую запутанность / прим. перев.].
В некоторых ситуациях, отметил он, часть этого поля может отслаиваться и появляться в виде новой частицы.
Однако его первая статья на эту тему была отклонена, и он переписал её, «приправив», как он выразился, новым абзацем в конце, подчёркивающим предсказание новой частицы, которую стали называть бозоном Хиггса.
Оказалось, что Франсуа Энглерт и Роберт Броут из Свободного университета Брюсселя опередили его с аналогичной идеей на семь недель. Вскоре к ним присоединились ещё три физика — Том Киббл из Имперского колледжа Лондона, Карл Хаген из Рочестерского университета и Джеральд Гуральник из Университета Брауна.
«Они были первыми, но я не знал, пока Намбу не сказал мне», — сказал доктор Хиггс в интервью, имея в виду Йоичиро Намбу, физика из Чикагского университета и нобелевского лауреата, который редактировал журнал. Тогда ещё не было Интернета, сказал он, и его голос прервался, подразумевая, что если бы он увидел их статью, то, вероятно, никогда бы не написал свою собственную.
«Вначале я не был уверен, что эта идея окажется важной», — продолжил доктор Хиггс. Как и все остальные.
На самом деле теории, описывающие сильное взаимодействие, которые доктор Хиггс намеревался изучать, впоследствии пошли по другому пути. Но его статья и его частица станут решающими для так называемого слабого взаимодействия.
Не зная доктора Хиггса, американский физик Шелдон Глэшоу в 1961 году предложил теорию, объединяющую слабые и электромагнитные силы, но в ней была та же проблема — как объяснить, почему носители слабой части «электрослабого взаимодействия» не являются безмассовыми.
Магическое поле доктора Хиггса было бы как раз кстати, но они с доктором Глэшоу не знали работ друг друга, хотя однажды чуть не встретились.
Одной из обязанностей доктора Хиггса, начинающего профессора в Эдинбурге в 1960 году, было ежедневное обеспечение прохладительными напитками шотландской летней конференции, которая проходила там. Д-р Глэшоу, принимавший участие в конференции, и его друзья прятали бутылки с вином, предоставленные д-ром Хиггсом, в напольных часах, а затем возвращались и всю ночь не спали, осушая их и обсуждая электрослабое объединение.
Доктор Хиггс тем временем лежал в постели. «Я не знал, что они крадут моё вино», — сказал он в интервью.
Бозон стал знаменитостью в 1967 году, когда Стивен Вайнберг из Техасского университета в Остине сделал его главным действующим лицом в объединении слабых и электромагнитных взаимодействий. Ещё большее значение он приобрёл в 1971 году, когда голландский теоретик Герардус ‘т Хоофт доказал, что вся схема имеет математический смысл.
По словам доктора Хиггса, Бенджамин Ли, физик из Фермилаба, который позже погиб в автокатастрофе, окрестил его бозоном Хиггса на конференции примерно в 1972 году, возможно, потому, что статья доктора Хиггса была процитирована первой в работе доктора Вайнберга.
Название прилипло не только к частице, но и к полю, которое её породило, и к механизму, с помощью которого это поле придавало массу другим частицам — к некоторому смущению доктора Хиггса и раздражению других теоретиков.
«Какое-то время, — вспоминает доктор Хиггс, смеясь, — я называл это «механизмом А.Б.Э.Г.Х.Х.К.Х», перечисляя имена всех теоретиков, внёсших вклад в теорию (Андерсон, Броут, Энглерт, Гуральник, Хаген, Хиггс, Киббл и ‘т Хоофт).
Интерес к бозону волнообразно то появлялся, то исчезал. Первый раунд интервью с доктором Хиггсом состоялся в 1988 году, когда в ЦЕРНе был запущен новый ускоритель, названный LEP (Large Electron Positron collider). Одной из его главных целей был поиск бозона Хиггса. Очередной виток пришёлся на 2000 год, когда LEP закрыли, несмотря на заявления некоторых учёных о том, что они видели следы бозона Хиггса.
Доктор Хиггс был настроен скептически. «Они выводили машину за пределы её возможностей», — вспоминает он.
К тому времени он забросил исследования, придя к выводу, что физика высокоэнергетических частиц просто ушла далеко вперёд, оставив его позади.
Он пытался работать над новой модной теорией под названием суперсимметрия, которая должна была ещё больше продвинуть объединение сил, но «я постоянно делал глупые ошибки», — говорит он. Позднее он сказал BBC, что, возможно, из-за его недостаточной продуктивности его давно бы уволили, если бы не было известно, что он был номинирован на Нобелевскую премию.
В последние годы доктор Хиггс жил в квартире на пятом этаже в историческом районе Нью-Таун в центре Эдинбурга, за углом от места рождения Максвелла, великого шотландского теоретика, который вырос в этом районе.
Ещё до того, как Нобелевская премия вписала его в историю, он стал одной из туристических достопримечательностей города, своего рода пешеходным памятником науке, лауреатом Эдинбургской премии 2011 года за «выдающийся вклад в развитие науки».
В следующем году он присоединился к своим кумирам Дираку и Максвеллу, получив Нобелевскую премию по физике, которую разделил с профессором Энглертом. Но быть в центре событий ему никогда не нравилось. В день, когда должны были объявить о присуждении премии по физике, он решил, что самое время уехать из города.
К сожалению, сломался его автомобиль. Застряв в городе, он решил пойти пообедать. Но по дороге его перехватил сосед и сообщил, что он получил премию.
«Какую премию?» — пошутил Хиггс.
