ČO JE TO HIGGSOV BOZóN?

Send

O čom je táto vec, o ktorej stále počúvame - Higgsovho Bosona a prečo je to dôležité?

Hovorí sa, že najlepším spôsobom, ako sa učiť, je učiť. A ak to urobím správne, možno, len možno, pochopím to trochu lepšie na konci epizódy.

Bol by som rád, keby bolo jasné, že toto video je určené osobe, ktorej oči sa zaľadňujú, zakaždým, keď budete počuť výraz Higgsov bozón. Vieš, že je to nejaká častica, Nobelova cena, omša, bla bla. Ale v skutočnosti nechápete, čo to je a prečo je to dôležité.

Najprv začnime so štandardným modelom. Toto sú v podstate zákony časticovej fyziky, ako im vedci rozumejú. Vysvetľujú všetky záležitosti a sily, ktoré vidíme všade okolo nás. Vo väčšine prípadov existuje niekoľko veľkých záhad, o ktorých budeme diskutovať, keď sa do toho dostaneme hlbšie.

Dôležité však je pochopiť, že existujú dve hlavné kategórie: fermiony a bozóny.

Fermiony sú hmota. Existujú protóny a neutróny, ktoré sú tvorené kvarkmi, a existujú leptóny, ktoré sú neoddeliteľné, ako elektróny a neutrína. Zatiaľ so mnou? Všetko, ktorých sa môžete dotknúť, sú tieto fermiony.

Bozóny sú častice, ktoré komunikujú sily vesmíru. Pravdepodobne poznáte ten fotón, ktorý komunikuje elektromagnetickú silu. Potom je tu gluón, ktorý komunikuje silnú jadrovú silu a W a Z bozóny, ktoré komunikujú slabú jadrovú silu.

Tajomstvo číslo 1, gravitácia. Aj keď je to jedna zo základných síl vesmíru, nikto neobjavil bozónovú časticu, ktorá túto silu sprostredkúva. Ak teda hľadáte Nobelovu cenu, nájdite gravitačný bozón a je to váš. Dokážte, že gravitácia nemá bozona a môžete získať aj Nobelovu cenu. V každom prípade je tu pre vás Nobelova cena.

Toto je opäť štandardný model a presne popisuje prírodné zákony, keď ich vidíme okolo nás.

Jednou z najväčších nevyriešených záhad fyziky bol pojem masa. Prečo má niečo vôbec nejakú masu alebo zotrvačnosť? Prečo množstvo fyzických „vecí“ v objekte definuje, aké ľahké je pohybovať sa alebo aké ťažké je zastaviť?

V 60. rokoch minulého storočia fyzik Peter Higgs predpovedal, že musí existovať nejaké pole, ktoré preniká celým priestorom a interaguje s hmotou, niečo ako ryba plávajúca vodou. Čím viac má objekt, tým viac interaguje s týmto Higgsovým poľom.

A rovnako ako iné základné sily vo vesmíre, aj Higgsove pole by malo mať zodpovedajúci bozón na komunikáciu sily - toto je Higgsov bozón.

Samotné pole je nedetegovateľné, ale ak by ste nejakým spôsobom detegovali zodpovedajúce Higgsove častice, mohli by ste predpokladať existenciu poľa.

A tu prichádza Large Hadron Collider. Úlohou urýchľovača častíc je prevádzať energiu na hmotu pomocou vzorca e = mc2. Urýchľovaním častíc - ako protónov - na veľké rýchlosti im dávajú obrovské množstvo kinetickej energie. V skutočnosti v súčasnej konfigurácii LHC pohybuje protóny na 0,999999991c, čo je asi o 10 km / h pomalšia ako rýchlosť svetla.

Keď sa lúče častíc pohybujúcich sa v opačných smeroch narazia do seba, sústredí obrovské množstvo energie do malého objemu priestoru. Táto energia musí niekde ísť, aby zamrzla ako záležitosť (vďaka Einsteinovi). Čím viac energie sa môže zraziť, tým viac masívnych častíc môžete vytvoriť.

A tak v roku 2013 LHC umožnilo fyzikom konečne dokázať prítomnosť Higgsovho bozónu vyladením energie zrážok na správnu úroveň a potom odhalením kaskády častíc, ktoré sa vyskytujú, keď sa Higgsove bozóny rozpadajú.

Pretože sa zistia správne častice, môžete predpokladať prítomnosť Higgsovho bozónu, a preto môžete predpokladať prítomnosť Higgsovho poľa. Nobelova cena pre všetkých.

Povedal som, že zostalo pár záhad; gravitácia bola samozrejme, ale je ich ešte niekoľko. Realita je taká, že fyzici vedia, že to, čo som opísal, je skutočne iba zlomok celého vesmíru. Kozmológovia odhadujú, že iba 4% vesmíru sú normálne baryonické látky, ktoré poznáme.

Ďalších 23% je temná hmota a ďalších 73% je temná energia. Stále existuje veľa záhad, ktoré by fyzikov mali zaneprázdnené roky.

A tak v roku 2013 Large Hadron Collider konečne objavil časticu, ktorú fyzici predpovedali na 50 rokov. Ukázalo sa, že posledná časť štandardného modelu existuje, a my sme bližšie k pochopeniu toho, čo sú 4% vesmíru. Ďalších 96% (oh a gravitácia) je stále úplným tajomstvom.

Fyzici zaháňajú LHC na vyššiu a vyššiu úroveň energie, hľadajú ďalšie častice, rozumejú temnej hmote a zisťujú, či môžu vytvárať mikroskopické čierne diery. Tento mocný nástroj má oveľa viac vedeckých poznatkov, takže zostaňte naladení.

To je Higgsov boson v skratke. Dajte mi vedieť, či existujú ďalšie pojmy vo fyzike častíc, o ktorých by ste chceli hovoriť. Vložte svoje nápady do komentárov nižšie.