Масса топ-кварка равна 173,1 ± 1,3 ГэВ/c². Иными словами, он весит почти как ядро атома тяжелого элемента. Это всегда было серьезной теоретической проблемой. Для элементарной частицы это очень много. И если бы этот топ-кварк существовал не секстиллионные доли секунды, а дольше, он отравил бы нам жизнь до такой степени, что никакой жизни могло бы и вовсе не появиться.
"Топ-кварк, тяжелейшая из известных частиц, лучше всего говорит о поле Хиггса", — поясняет физик-теоретик Джо Ликкен из Национальной ускорительной лаборатории имени Энрико Ферми (США). Из-за тесной связи кварка с хиггсовским полем ученые использовали его как "зонд" для прощупывания свойств поля, в частности стабильности при разных внешних обстоятельствах. И тестируя — к счастью, теоретически — эту стабильность для разных условий, физики выяснили, что, исходя из достоверности Стандартной модели, у них выходит нечто очень неприятное.
"Когда мы прогоняем уравнения Стандартной модели до высоких энергий, оказывается, что есть регион, где хиггсовского поля не должно быть. Там вакуум, который в норме наполнен хиггсовским полем, может иметь отрицательную энергию", — говорит участник эксперимента CMS на Большом адронном коллайдере Карл Эклунд. Если это предсказание верно, тогда хиггсовское поле не слишком надежный краеугольный камень всей физики. Условно говоря, поле Хиггса стабильно только в своем текущем состоянии, и в любой момент может "опрокинуться" в другое, более стабильное, чем нынешнее. "Условия, необходимые для существования жизни, очень тонко связаны с массами элементарных частиц, зависящими от хиггсовского поля; химия и жизнь вообще не должны существовать, если хиггсовское поле изменится хотя бы на йоту", — объясняет Ликкен.
Новые измерения на Большом адронном коллайдере и Тэватроне могут продвинуть физиков в понимании того, подвешена ли наша Вселенная на тонкой ниточке между двумя котлами безжизненного хаоса или все кругом устроено более основательно. "Масса топ-кварка находится как раз в той области, когда предсказанное время существования Вселенной очень близко к возрасту, который она уже имеет. Но если вы сдвинете массу верхнего кварка вниз, а хиггсовскую массу вверх, то даже с учетом неопределенности эксперимента проблема полностью исчезнет", — говорит Карл Эклунд. Пока сложность в том, что до сих пор измерения не дают оснований решительно сдвигать массу топ-кварка вниз, отчего вопрос о перспективах существования всего живого в значительной степени сохраняет остроту, пишет Symmetry Magazine.
