Kvantfüüsika harus püütakse uurida universumi massi tekkimise mehhanismi. Tänu sellele on olnud võimalik avastada Higgsi Boson. See on elementaarne osake, millel teadlaste arvates on universumi tekkimise teadmisel põhiroll. Universumi olemasolu kinnitamine on suure hadroni kokkupõrke üks eesmärke. See on suurim ja võimsaim osakeste kiirendi maailmas.
Selles artiklis räägime teile ja mis on Higgsi boson, millised on selle omadused ja kui oluline see on.
Higgsi bosoni tähtsus
Higgsi bosoni tähtsus on see, et see on ainus osake, mis võib universumi päritolu selgitada. Osakeste füüsika standardmudel kirjeldab suurepäraselt kõiki neid elementaarosakesi ja nende interaktsioone ümbritseva keskkonnaga. Oluline osa jääb siiski kinnitamata, mis võib anda meile vastuse massi tekkele. Tuleb arvestada, et kui universumi massi olemasolu toimuks erinevalt sellest, mida me teame. Kui elektronil ei oleks massi Aatomeid ei eksisteeriks ja ainet poleks olemas, nagu me seda tunneme. Kui mass oleks poleks keemiat, bioloogiat ega elusolendeid.
Selle kõige olulisuse selgitamiseks postitas 60. aastatel britt Peter Higgs, et on olemas mehhanism, mida nimetatakse Higgsi väljaks. Nii nagu footon on magnetväljadele ja valgusele viitamisel põhikomponent, nõuab see väli osakese olemasolu, mis suudab selle komponeerida. Siin peitub selle osakese tähtsus, kuna tema ülesandeks on välja ise toimima panna.
Mehhanismi töö
Selgitame veidi, kuidas töötab Higgsi välimehhanism. See on omamoodi pidevus, mis laieneb kogu kosmoses ja koosneb lugematust hulgast Higgsi bosonitest. Selle väljaga hõõrdumine põhjustaks osakeste massi, seega võib järeldada, et kõigil osakestel, millel on selle väljaga suurem hõõrdumine, on suurem mass.
On palju meist, kes tegelikult ei tea, mis on boson. Kõigi nende mõnevõrra keerukamate mõistete mõistmiseks analüüsime, mis on boson. Subatoomsed osakesed jagunevad kahte tüüpi: fermionid ja bosoonid. Need esimesed vastutavad asja komponeerimise eest. Asi, mida me täna teame, koosneb fermionidest. Teisest küljest on meil bosonid, kes vastutavad aine jõudude või aine vastastikuse mõju kandmise eest. See tähendab, et kui aine võib ühe ja teise vahel suhelda, avaldab see jõudu ja selle määravad bosonid.
Me teame, et aatomi komponendid on elektronid, prootonid ja neutronid. Need aatomi komponendid on fermionid, samas kui footon, gluon ning W ja Z bosonid vastutavad vastavalt elektromagnetiliste jõudude eest. Nad vastutavad ka tugevate ja nõrkade tuumajõudude eest.
Higgsi bosoni tuvastamine
Higgsi bosonit ei saa otseselt tuvastada. Selle põhjuseks on see, et kui see laguneb, on see peaaegu kohene. Kui see laguneb, tekivad sellest ka teised meile tuttavamad elementaarosakesed. Seega näeme ainult Higgsi bosoni jalajälgi. Need muud osakesed, mida oli võimalik LHC-s tuvastada. Osakesekiirendi sees põrkuvad prootonid üksteisega valguse omale väga lähedase kiirusega. Selle kiiruse juures teame, et strateegilistes punktides toimuvad kokkupõrked ja sinna saab paigutada suuri detektoreid.
Kui osakesed omavahel nii kokku põrkavad, tekitavad nad energiat. Mida suurem on osakeste kokkupõrkel tekkiv energia, seda suurem võib tekkivate osakeste mass olla. Sest Einsteini loodud teooria ei määra selle massi, vaid laias valikus võimalikke väärtusi on vaja suure võimsusega osakeste kiirendeid. Kogu see füüsikavaldkond on uus territoorium, mida uurida. Nende osakeste kokkupõrgete tundmise ja uurimise keerukus on teostamine üsna kallis ja keeruline. Nende osakeste kiirendite peamine eesmärk on siiski Higgsi bosoni avastamine.
Vastus sellele, kas Higgsi boson on lõpuks leitud, on määratletud statistikas. Sellisel juhul näitavad standardhälbed tõenäosust, et katsetulemust saab reaalse efekti asemel juhuslikult juua. Sel põhjusel peame saavutama statistiliste väärtuste suurema tähenduse ja suurendama seeläbi vaatlemise tõenäosust. Pidage meeles, et kõik need katsed peavad analüüsima palju andmeid, kuna osakeste kokkupõrge tekitab umbes 300 miljonit kokkupõrget sekundis. Kõigi nende kokkupõrgete korral on saadud andmeid üsna keeruline teostada.
Kasu ühiskonnale
Kui Higgsi boson lõpuks avastatakse, võib see olla ühiskonna jaoks läbimurre. Ja see on see, et see tähistaks teed paljude muude füüsiliste nähtuste, näiteks tumeaine olemuse uurimisel. Tume aine moodustab teadaolevalt umbes 23% universumist, kuid selle omadused on suures osas teadmata. See on väljakutse distsipliinile ja eksperimentidele osakeste kiirendiga.
Kui Higgsi bosoni ei avastata kunagi, sunnib see sõnastama teise teooria, et oleks võimalik selgitada, kuidas osakesed oma massi saavad. Kõik see viib uute eksperimentide väljatöötamiseni, mis võivad seda uut teooriat kinnitada või ümber lükata. Pidage meeles, et see on viis, kuidas teadus on ideaalne. Tuleb otsida tundmatut ja katsetada, kuni leiate vastused.
Loodan, et selle teabe abil saate rohkem teada saada Higgsi bosoni ja selle omaduste kohta.