В клона на квантовата физика се прави опит за изследване на механизма, по който произлиза масата на Вселената. Благодарение на това беше възможно да се открие Хигс бозон. Това е елементарна частица, за която учените смятат, че има фундаментална роля в знанието как е възникнала Вселената. Потвърждението за съществуването на Вселената е една от целите на Големия адронен колайдер. Това е най-големият и най-мощният ускорител на частици в света.
В тази статия ще ви разкажем и какво представлява бозонът на Хигс, какви са неговите характеристики и колко е важен.
Значение на Хигс бозона
Важността на Хигс бозона е, че той е единствената частица, която може да обясни произхода на Вселената. Стандартният модел на физиката на частиците перфектно описва всички тези елементарни частици и взаимодействията, които имат с околната среда, която ги заобикаля. Важна част обаче остава да бъде потвърдена, което може да ни даде отговор за произхода на масата. Трябва да се има предвид, че ако съществуването на масата на Вселената се е случило различно от това, което познаваме. Ако един електрон нямаше маса Атомите нямаше да съществуват и материята нямаше да съществува такава, каквато я познаваме. Ако имаше маса, нямаше да има химия, биология и живи същества.
За да обясни важността на всичко това, британецът Питър Хигс през 60-те години постулира, че съществува механизъм, известен като Хигс полето. Точно както фотонът е основен компонент, когато говорим за магнитни полета и светлина, това поле изисква съществуването на частица, която може да го състави. Тук се крие важността на тази частица, тъй като тя е отговорна за самото поле.
Работа на механизма
Ще обясним малко как работи полевият механизъм на Хигс. Това е един вид континуум, който обхваща цялото пространство и се състои от безброй бозони на Хигс. Това е масата на частиците, която би била причинена от триене с това поле, така че може да се заключи, че всички частици, които имат по-голямо триене с това поле, имат по-голяма маса.
Има много от нас, които всъщност не знаят какво е бозон. За да разберем повече от всички тези малко по-сложни концепции, ще анализираме какво е бозон. Субатомните частици са разделени на два вида: фермиони и бозони. Тези първи отговарят за съставянето на материята. Материята, която познаваме днес, се състои от фермиони. От друга страна, имаме бозоните, които са отговорни за пренасянето на силите или взаимодействията на материята между тях. Тоест, когато материята може да взаимодейства между едната и другата, тя упражнява сила и се определя от бозоните.
Знаем, че компонентите на атома са електрони, протони и неутрони. Тези компоненти на атома са фермиони, докато фотонът, глюонът и W и Z бозоните са отговорни съответно за електромагнитните сили. Те също са отговорни за силните и слабите ядрени сили.
Откриване на бозон на Хигс
Бозонът на Хигс не може да бъде открит директно. Причината за това е, че след неговото разпадане той става почти мигновено. След като се разпадне, той поражда други елементарни частици, които са ни по-познати. Така че можем да видим само стъпките на бозона на Хигс. Онези други частици, които биха могли да бъдат открити в LHC. Вътре в ускорителя на частиците протоните се сблъскват помежду си със скорост, много близка до скоростта на светлината. С тази скорост знаем, че има сблъсъци в стратегически точки и там могат да се поставят големи детектори.
Когато частиците се сблъскат помежду си, те генерират енергия. Колкото по-висока е енергията, генерирана от частиците, когато се сблъскат, толкова по-голяма маса могат да имат получените частици. Защото теорията, установена от Айнщайн, не установява нейната маса, а широк диапазон от възможни стойности, необходими са мощни ускорители на частици. Цялата тази област на физиката е нова територия за изследване. Трудността да се знае и да се направи справка за тези сблъсъци на частици е нещо доста скъпо и сложно за извършване. Основната цел на тези ускорители на частици обаче е да открият бозона на Хигс.
Отговорът на въпроса дали най-накрая е открит бозонът на Хигс е определен в статистиката. В този случай стандартните отклонения показват вероятността експериментален резултат да бъде пиян случайно, вместо да е реален ефект. Следователно трябва да постигнем по-голяма значимост на статистическите стойности и по този начин да увеличим вероятността за наблюдение. Имайте предвид, че всички тези експерименти трябва да анализират много данни, тъй като ускорителят на частици генерира около 300 милиона сблъсъка в секунда. При всички тези сблъсъци получените данни са доста трудни за изпълнение.
Ползи за обществото
Ако най-накрая бозонът на Хигс бъде открит, това може да бъде пробив за обществото. И то е, че това ще маркира пътя при разследването на много други физически явления като природата на тъмната материя. Известно е, че тъмната материя съставлява около 23% от Вселената, но нейните свойства са до голяма степен неизвестни. Това е предизвикателство за дисциплината и експериментите с ускорителя на частиците.
Ако бозонът на Хигс никога не бъде открит, той ще принуди да формулира друга теория, за да може да обясни как частиците получават своята маса. Всичко това ще доведе до разработването на нови експерименти, които могат да потвърдят или отрекат тази нова теория. Имайте предвид, че това е начинът, по който науката е идеална. Трябва да търсите непознато и да експериментирате, докато намерите отговорите.
Надявам се, че с тази информация можете да научите повече за бозона на Хигс и неговите характеристики.