Бозон Хиггса ищут в графене

Испанские физики заявляют, что нашли графену неожиданное применение – искать тот самый бозон Хиггса, который сейчас пытаются поймать физики ЦЕРНа с помощью своего супердорогого суперколлайдера LHC.

Графен, эта углеродная пленочка толщиной в один атом, при всей его экзотичности, подчиняется законам физики твердого тела, где ничто, кроме электрона и атомного ядра, не задействовано и где из всех четырех известных взаимодействий работает только электромагнитное. Бозон Хиггса – это гипотетическая пока элементарная частица, работающая по законам Стандартной модели с ее суперсимметриями и их нарушениями, и имеющая дело с электромагнитным и слабым взаимодействием. Эта частица, необходима для того, чтобы придавать другим элементарным частицам массу. Ее существование предсказано, однако о ее свойствах, в том числе о массе, физикам остается только догадываться. То есть, при всем уважении к графену, они не имеют ничего общего.

Пабло Сан-Хосе (Pablo San-Jose ), физик-теоретик из мадридского Института науки о материалах, считает иначе. Он заявляет что общее все-таки есть, и заключается оно в сходном поведении обоих объектов.

Бозон Хиггса есть плод нарушения так называемой электрослабой симметрии – процесса, при котором электрослабое взаимодействие распадается на два – слабое и электромагнитное. Процесс этот теоретически описывается поведением некоего "поля Хиггса", и нарушение симметрии выражается в том, что это поле переходит из возбужденного энергетического состояния в основное, спускается с горы в низину, к элементарным частицам, снабжая их при этом понятием массы. Сам же бозон Хиггса в этом сугубо абстрактном процессе ассоциируется с зыбью на поверхности поля Хиггса, с его флуктуациями.

Куда менее абстрактная пленка графена тоже имеет зыбь на своей поверхности. Естественно, эта зыбь вызвана не нарушениями симметрии, а чисто механическими причинами, но, как утверждает Сан-Хосе, она демонстрирует то же поведение, что и зыбь на поверхности поля Хиггса. И, стало быть, экспериментально изучая поведение графеновой зыби, возникающей, например, при сжатии или растяжении пленки, можно получить сведения о свойствах бозона Хиггса, которые вычислить, исходя из уравнений Стандартной модели, физики затрудняются.