Xiggs bozoni (H0 )
Ikki zarra to‘qnashganda Xiggs bozonining hosil bo‘lishini ko‘rsatuvchi model. To‘qnashayotgan zarralar — protonlar
Tarkibi	Elementar zarracha
Oilasi	Bozon
Quyidagi o‘zaro ta’sirlarda ishtirok etadi	Kuchsiz, gravitatsion
Antizarracha	Neytral
Massa	125,26±0,21 GeV/c2
Yashash vaqti	1,56⋅10−22 s (bashorat: Standart model), ≥ 10−24 s (tajriba)
Parchalanish kengligi	< 13 MeV
Parchalanish kanallari	Juftlik: b-kvark—b-antikvark, ikkita foton, W- va Z-bozonlar, ikkita tau-lepton, Z-bozon va foton, myuon va antimyuon
Nazariy jihatdan asoslangan	1964-yil (Piter Xiggs)
Kashf etilgan	2012-yil (CERN)
Kimning yoki nimaning sharafiga nomlangan	Piter Xiggs
Kvant sonlari
Elektr zaryadi	0
Rang zaryadi	0
Spin	0 ħ
Juftlik	+1 (dastlabki ma’lumotlarga ko‘ra 125 GeV da tasdiqlangan)
Vikimedia omboridagi mediafayllar

Xiggs bozoni, Xiggs bozoni, xiggson, shuningdek Xudo zarrasi (ingl. Higgs boson) — elementar zarracha (bozon), kvant tabiatli zarracha bo‘lib, u Xiggs maydoniningkvanti hisoblanadi va Standart model doirasidagi elementar zarralar fizikasida elektrokuchsiz simmetriyaning spontan buzilishi — Xiggs mexanizmi natijasida muqarrar yuzaga keladi. Uning kashf etilishi Standart modelni yakunladi. Ushbu modelda u elementar zarralarning inersial massasi uchun, jumladan bozonlar massasining kelib chiqishi uchun mas’ul hisoblanadi. Xiggs maydoni kuchsiz o‘zaro ta’sir (W- va Z-bozonlar) tashuvchilari nima sababdan inersial massaga ega ekanini, kuchli (glyuon) hamda elektromagnit o‘zaro ta’sir (foton) tashuvchilarining nega massasi yo‘qligini tushuntiradi. Nazariy tuzilishiga ko‘ra, Xiggs bozoni skalyar zarracha bo‘lib, uning spini nolga teng.

Uning mavjudligi britaniyalik fizik Piter Xiggs tomonidan 1964-yildae’lon qilingan asosiy ilmiy maqolalarida nazariy jihatdan ilgari surilgan. Bir necha o‘n yillik izlanishlardan so‘ng 4-iyul 2012-yilda olib borilgan tadqiqotlar natijasida Katta adron kollayderida Xiggs bozoni bo‘lishi mumkin bo‘lgan, massasi taxminan 125—126 GeV/c² bo‘lgan yangi zarracha topildi. Bu zarracha Xiggs bozoni ekanini ko‘rsatuvchi kuchli dalillar mavjud. 2013-yil martida CERNningayrim tadqiqotchilari yarim yil avval topilgan zarracha haqiqatan ham Xiggs bozoni ekanini ma’lum qildilar.

Xiggs bozoni mavjud bo‘lgan model qayta normallashtiriladigan kvant maydon nazariyasini yaratish imkonini berdi.

2014-yil aprelida CMS hamkorlik guruhi ushbu bozonning parchalanish kengligi 22 MeVdan kichik ekanini ma’lum qildi. Har qanday elementar zarracha kabi Xiggs bozoni ham gravitatsion o‘zaro ta’sirdaishtirok etadi. Xiggs bozonining spini, elektr zaryadi, rang zaryadinolga teng. 125 GeV energiyada uning juftligi +1 ekani dastlabki tarzda tasdiqlangan. Xiggs bozonining hosil bo‘lishida 4 ta asosiy kanal bor: 2 ta glyuonning qo‘shilishi (asosiy kanal), WW yoki ZZ juftliklarining qo‘shilishi, W yoki Z-bozon bilan birga hosil bo‘lishi va top-kvarklar bilan birga hosil bo‘lishi. U b-kvark-b-antikvarkjuftligiga, 2 ta fotonga, ikki juft elektron-pozitron va/yoki myuon-antimyuonga yoki elektron–pozitron va/yoki myuon–antimyuon juftligi hamda bir juft neytrinoga parchalanadi.

2017-yil iyul oyining boshida o‘tkazilgan EPS HEP 2017 konferensiyasida ATLAS va CMS guruhlari Xiggs bozonining b-kvark va b-antikvark juftligiga parchalanishidan darak beruvchi belgilarni nihoyat kuzata boshlaganliklarini ma’lum qildilar. Ilgari buni amalda kuzatishning iloji bo‘lmagan, chunki shu kvarklar boshqa jarayonlarda hosil bo‘ladigan fon hodisalaridan ajratish qiyin edi. Standart modelga ko‘ra, bu eng ko‘p uchraydigan parchalanish bo‘lib, holatlarning 58 % ini tashkil qiladi. 2017-yil oktabr oyi boshida ATLAS va CMS o‘z maqolalarida ushbu parchalanish signalini ishonchli kuzatayotganlarini bildirishdi.

2021-yil fevralida Katta adron kollayderida ishlayotgan CERN olimlari Xiggs bozonining ikkita lepton va foton hosil qiluvchi juda kam uchraydigan parchalanishini aniqladilar. Bunda leptonlarning umumiy massasi 30 GeV dan kichik edi (Dalits parchalanishi).

2023-yil mayida CERNda Xiggs bozonining Z-bozon va fotonga juda kam uchraydigan (0,15 %) parchalanishi aniqlandi. Bu kashfiyot Standart modelning yakuniy e’tirof etilishiga nuqta qo‘ygandek bo‘ldi.

Nazariyada Xiggs mexanizmining eng sodda amalga oshirilishida neytral Xiggs bozoni paydo bo‘lishi kerak (ilmiy adabiyotda bunday zarracha Standart modelning Xiggs bozoni deb ataladi).

Biroq kuzatiladigan zarralarning massasini izohlash uchun Standart modeldoirasida Xiggs bozonini talab etmaydigan, ya’ni Xiggs bozonisiz modellarham mavjud. Xiggs bozonini izlash salbiy natija berganida, bu shunday modellar foydasiga bilvosita dalil bo‘lar edi.

Simmetriyaning spontan buzilishi bo‘yicha kengaytirilgan modellarda massalari turlicha bo‘lgan bir necha Xiggs bozoni, jumladan zaryadlanganlariham yuzaga kelishi mumkin. Nazariyada Xiggs bozonlarining na zaryadsiz (H0
), na zaryadlangan (H±
) turlarining massalari oldindan aytilmaydi.

Standart model maydonning mavjudligini bashorat qiladi (bu maydon Xiggs maydonideb ataladi). Asosiy holatda uning amplitudasi noldan farq qiladi, ya’ni vakuumdagi kutilma qiymatinolga teng emas. Vakuumdagi kutilma qiymat nolga teng bo‘lmagani sababli spontan buzilish elektrokuchsiz kalibrlash simmetriyasida yuz beradi (qarang: Xiggs mexanizmi).

Bozonni aniqlash faqat uning xususiyatlarini yaxshi bilgandan keyingina mumkin bo‘ldi.

Xiggs bozonini Yevropa yadro tadqiqotlari markazida (CERN) Katta elektron-pozitron kollayderida (LEP) izlash natija bermadi (1993-yilda tajriba Xiggs bozoni massasining quyi chegarasini >52 GeV deb belgiladi; tajriba 2001-yildatugadi; har bir nur dastasining energiyasi 104 GeV bo‘lib, nurlar dastalarining massa markazi tizimidagi umumiy energiyasi 208 GeV edi): ALEPH^[ingl.] detektorida 114 GeV massada uchta nomzod hodisa, DELPHI^[ingl.] detektorida ikkita va L3^[ingl.]detektorida bitta hodisa qayd etildi. Bu hodisalar soni kutilgan fon darajasiga taxminan mos edi. Xiggs bozonining mavjudligi haqidagi masala Katta adron kollayderi (KAK, LHC) ishga tushirilib, bir necha yil ishlagach, to‘liq oydinlashishi kutilgan edi.

2004-yilda D0 tajribasi ma’lumotlari qayta ishlanib, bu tajriba t-kvarkmassasini aniqlashga qaratilgan hamda sinxrotron Tevatron qurilmasida, Enriko Fermi nomidagi milliy tezlatkich laboratoriyasidao‘tkazilgan edi. Qayta ishlash massaning yanada aniq baholanishiga olib keldi, buning natijasida Xiggs bozoni massasi uchun yuqori chegara 251 GeV deb qayta baholandi.

2008—2009-yillarda Birlashgan yadro tadqiqotlari instituti (BYTI) va boshqa tashkilotlarning rossiyalik olimlari relikt nurlanish anizotropiyasi ma’lumotlariga tayanib, Xiggs bozonining massasini taxminan 118(±2) GeV deb aniqroq baholashdi.

2010-yilda Tevatronda DZero tadqiqot guruhi tajribalar davomida B-mezon parchalanishida hosil bo‘ladigan myuon va antimuonlar soni o‘rtasida 1 foizlik farqni aniqladi. Tez orada bu tafovutning sababi bitta emas, balki beshta Xiggs bozoni mavjudligi bo‘lishi mumkinligi ma’lum qilindi: supersimmetriya nazariyasiga ko‘ra, musbat va manfiy zaryadlangan, ikkita skalyar (yengil va og‘ir) va bitta psevdoskalyar bozon mavjud bo‘lishi mumkin. Ushbu farazni Katta adron kollayderidagi tajribalar tasdiqlashi yoki rad etishi kutilgan edi.

2011-yil iyulida ATLAS va CMS hamkorlik guruhlari 130—150 GeV massa oralig‘ida statistik og‘ish aniqladi. Bu natijalar EPS-HEP’2011 konferensiyasida Grenobldataqdim etilgan edi va Xiggs bozonining mavjudligiga ishora qilishi mumkin edi. Biroq Katta adron kollayderidan yangi ma’lumotlar kelishi davom etayotgani sababli keyingi tahlillar aniqlangan og‘ishlarni yo‘qqa chiqarishi ehtimoli bor edi. Shu konferensiyada 3 foizlik og‘ish bilan 150 GeV dan 400 GeV gacha bo‘lgan oraliq (ayrim kichik sohalar bundan mustasno) rad etildi, ya’ni Xiggs bozoni bu massalar oralig‘ida mavjud bo‘la olmasligi ko‘rsatildi.

2011-yil noyabrida ATLAS va CMS hamkorlik guruhlari bozon bo‘lishi mumkin bo‘lgan massa oralig‘ini 114—141 GeV gacha toraytirishdi. 141 dan 443 GeV gacha bo‘lgan oraliq 99 % ehtimollik bilan rad etildi, faqat 220 va 320 GeV orasidagi uchta tor soha bundan mustasno.

13-dekabr kuni, 2011-yilda ATLAS va CMS hamkorlik guruhlari 2011-yil ma’lumotlarini qayta ishlashning dastlabki natijalarini taqdim etdi. Asosiy xulosaga ko‘ra, Standart model Xiggs bozoni mavjud bo‘lsa, ATLAS ma’lumotlari bo‘yicha uning massasi 116—130 GeV, CMS ma’lumotlari bo‘yicha esa 115—127 GeV oralig‘ida bo‘lishi eng ehtimolli edi. Ikkala tajribada ham shu oraliqlarda Xiggs bozonining turli taxminiy parchalanish kanallarida signalning fon darajasidan ortiqligi kuzatildi. Qiziq tomoni, bir necha mustaqil o‘lchov 124 dan 126 GeV gacha bo‘lgan oraliqqa ishora qilgan. ATLAS va CMS Xiggs bozonini kashf etdi, deb aytish hali erta edi, biroq yangilangan natijalar elementar zarralar fizikasi hamjamiyatida katta qiziqish uyg‘otdi. Shunga qaramay, Xiggs bozonining mavjudligi yoki mavjud emasligi haqida qat’iy xulosa qilish uchun 2012-yilda olinishi kutilgan yanada ko‘proq ma’lumot kerak edi.

2-iyul kuni, 2012-yilda D0^[ingl.] va CDF^[ingl.] hamkorlik guruhlari Tevatron tezlatkichi ma’lumotlari tahliliga ko‘ra, massasi 115—135 GeV oralig‘idagi Xiggs bozoni ta’siri sifatida talqin qilinishi mumkin bo‘lgan ma’lum ortiqcha signal borligini, uning statistik ahamiyatlilik darajasi 2,9 standart og‘ishgateng ekanini bildirdilar. Bu zarracha kashf etilganini e’lon qilish uchun zarur bo‘lgan 5 sigmachegarasidan past edi.

4-iyul kuni, 2012-yilda CERNning ICHEP 2012 ilmiy konferensiyasi doirasida Melburnda o‘tkazilgan seminarda ATLAS va CMSning 2012-yil birinchi yarmida Xiggs bozonini izlash tajribalari bo‘yicha dastlabki natijalari taqdim etildi. Har ikkala detektorda taxminan 125—126 GeV massali yangi zarracha statistik ahamiyatlilikning 5 sigma darajasida edi. Bu zarracha bozon ekani taxmin qilindi va u shu paytgacha topilgan bozonlarning eng og‘iri hisoblanardi. Seminarga Fransua Engler, Karl Xagen, Piter Xiggs va Jerald Guralniksingari olimlar — Xiggs mexanizmi mualliflari — taklif etildi.

2013-yil martida OAVda ayrim tadqiqotchilar 2012-yil iyulida aniqlangan zarracha haqiqatan ham Xiggs bozoni ekanini bildirgani haqida xabarlar chiqdi. Bunga uning kutilgan juftligi va o‘lchangan parchalanish ehtimolliklari mosligi asos qilib ko‘rsatildi. Biroq 2013-yil martida ham olimlar bu zarracha Standart model oldindan aytgan Xiggs bozonimi yoki Standart modeldan tashqaridagi boshqa nazariyalardanazarda tutilgan Xiggs bozonining boshqa bir turimi degan savolga ehtiyotkorlik bilan javob berishardi. Ammo 2013-yil oxiriga kelib ikkala hamkorlik guruhi yig‘ilgan ma’lumotlarni tahlil qilib, dastlabki xulosaga keldi: aniqlangan Xiggs bozoni Standart modelga mos keladi va hozircha undan tashqaridagi fizikaga oid tajribaviy dalillar mavjud emas.

Fizika bo‘yicha 2013-yilgi Nobel mukofoti quyidagi olimlarga berildi: Fransua Engler va Piter Xiggs — ushbu bozonning mavjudligini bashorat qilganliklari uchun.

2015-yil martida ATLAS va CMS hamkorlik guruhlari bozon massasi haqidagi avvalgi ma’lumotlarni aniqlashtirdi: 125,09±0,24 GeV. Bu avvalgi qiymatdan taxminan 0,2 % aniqroq edi.

2015-yil dekabrda CERN olimlari massasi 700 GeV atrofida bo‘lgan boshqa bozon mavjudligiga oid dalillar borligini bildirishdi. U Standart modelning supersimmetrik kengaytmalarida bashorat qilinadigan ikkinchi Xiggs bozoni bo‘lishi mumkin edi.

Shuningdek, 2015-yil dekabrda ATLAS fiziklari 2,4σ statistik ahamiyatlilik bilan massasi taxminan 250—450 GeV bo‘lgan zaryadlangan Xiggs bozonining ehtimoliy belgisini topishdi.

2017-yil martida o‘tkazilgan Moriond 2017 konferensiyalari turkumida massa 125,26±0,20±0,08 GeV/c²deb e’lon qilindi; bu 2016-yilgi Katta adron kollayderi ma’lumotlariga asoslangan edi.

Xiggs bozoni — Standart modelningeng so‘nggi kashf etilgan zarrasidir. Xiggs zarrasi shu qadar muhimki, Nobel mukofoti sovrindori Leon Lederman «Xudo zarrasi: agar Koinot javob bo‘lsa, savol nima?^[ingl.]» kitobi nomida u «god particle» (Xudo zarrasi yoki ilohiy zarracha) deb atalgan. Lederman dastlab «la’nati zarracha» (ingl. goddamn particle) variantini taklif qilgan, biroq muharrir uni rad etgan. Bu kinoyali nom ommaviy axborot vositalaridakeng ishlatiladi. Ko‘plab olimlar bu laqabni ma’qullamaydi va «shampan shishasi bozoni» (ingl. champagne bottle boson) nomini ma’qulroq deb biladi. Bunga obrazli o‘xshatish sabab: chunki kompleks Xiggs maydonining potensiali shampan shishasining tubiga o‘xshaydi, uning kashf etilishi esa bunday shishalardan bir nechtasining bo‘shatilishiga olib kelishi aniq edi.

• Vaynshteyn A. I., Zaxarov V. I., Shifman M. A. Xiggs zarralari (rus.) // Fizika fanlari yutuqlari. — Rossiya Fanlar akademiyasi, 1980. — 131-jild, № 8.
• Anselm A. A., Uralsev N. G., Xoze V. A. Xiggs zarralari // UFN, 145-jild, 185—223-betlar (1985).
• Bogush A. A. Elektrokuchsiz o‘zaro ta’sirlarning kalibrlash maydon nazariyasiga kirish. — 2-nashr. — URSS, 2003. — ISBN 5-354-00436-5.
• Rubakov V. A. Klassik kalibrlash maydonlari: Bozon nazariyalari. 3-nashr. — M.: URSS, 2010
• Rubakov V. A. Klassik kalibrlash maydonlari: Fermionli nazariyalar. Nokommutativ nazariyalar. — 3-nashr. — M.: URSS, 2009
• Vaynberg S. Kvant maydon nazariyasi. — M.: Fizmatlit, 2003. — 1, 2-jildlar.
• Beggott Jim. Xiggs bozoni. Ilmiy g‘oyadan «Xudo zarrasi» kashfiyotigacha. — M.: Sentrpoligraf, 2015. — 255 bet — ISBN 978-5-227-05927-7.
• The Large Hadron Collider: Harvest of Run 1, 195—258-betlar LHC Run 1 natijalariga bag‘ishlangan monografiya chop etildi . Arxivlangan manba: asl nusxasi 21-iyun, 2015-yil.

• Gordon Freyzer. Xiggs mavsumi va melodrama CERN Courier, 41-jild, № 2, 24-26-betlar (2001-yil mart)
• LHCda Xiggs fizikasi (ingl.). Arxivlangan 20-mart, 2013-yil.
• CERNning Xiggs bozoni haqidagi ma’lumoti (ingl.)
• Xiggs bozoni: kashfiyot va kelajakdagi rejalar
• Fiziklar Xiggs bozonining xususiyatlarini o‘rganish bo‘yicha oraliq natijalarni sarhisob qilmoqda
• Uzoq kutilgan kashfiyot: Xiggs bozoni — Fan va hayot. — № 10, 2012
• Fiziklar Xiggs bozoni bo‘lishi mumkin bo‘lgan zarrachani aniqladilar // Lenta.ru, 4.07.2012
• Elementlar — fan yangiliklari: ATLAS va CMS Xiggs bozonining massasini birgalikda o‘lchash natijasini e’lon qildi .
• Nomli zarracha. Aleksey Levin, «Ommabop mexanika», № 3, 2012
• LHCda Xiggs bozonini izlash