A kvantumfizika ágában megpróbálják tanulmányozni azt a mechanizmust, amely révén az univerzum tömege ered. Ennek köszönhetően sikerült felfedezni a Higgs-bozon. Ez egy elemi részecske, amelyről a tudósok szerint alapvető szerepe van az univerzum keletkezésének megismerésében. A világegyetem létének megerősítése a Nagy hadronütköző egyik célja. Ez a világ legnagyobb és legerősebb részecskegyorsítója.
Ebben a cikkben meg fogjuk mondani, hogy mi a Higgs-bozon, milyen jellemzői vannak és mennyire fontos.
A Higgs-bozon jelentősége
A Higgs-bozon jelentősége az, hogy ez az egyetlen részecske, amely magyarázhatja az univerzum eredetét. A részecskefizika standard modellje tökéletesen leírja mindazokat az elemi részecskéket és az őket körülvevő környezettel való kölcsönhatásokat. Egy fontos részt azonban még meg kell erősíteni, ez adhat választ a tömeg eredetére. Figyelembe kell venni, hogy ha a világegyetem tömegének létezése másként zajlik, mint amit ismerünk. Ha egy elektronnak nem lenne tömege Az atomok nem léteznének, és az anyag nem létezne úgy, ahogyan mi ismerjük. Ha tömeg lenne, akkor nem lenne kémia, biológia és nem léteznének élőlények.
Mindezek fontosságának megmagyarázása érdekében az 60-as években a brit Peter Higgs azt feltételezte, hogy létezik egy mechanizmus, amelyet Higgs-mezőnek neveznek. Ahogy a foton alapvető alkotóelem, amikor mágneses mezőkre és fényre utalunk, ez a mező megköveteli egy olyan részecske létezését, amely össze tudja állítani. Ebben rejlik ennek a részecskének a fontossága, mivel ő felelős azért, hogy maga a mező működjön.
Mechanizmus működése
Kicsit elmagyarázzuk, hogyan működik a Higgs terepi mechanizmus. Ez egyfajta kontinuum, amely az egész űrben átnyúlik, és számtalan Higgs-bozonból áll. Ez a részecskék tömege, amelyet a súrlódás okozna ezzel a mezővel, ezért arra következtethetünk mindazon részecskék nagyobb tömege van, amelyeknek nagyobb a súrlódása ezzel a mezővel.
Sokan vagyunk, akik nem igazán tudjuk, mi az a bozon. Annak érdekében, hogy jobban megértsük ezeket a kissé összetettebb fogalmakat, elemezni fogjuk, hogy mi a bozon. A szubatomi részecskék két típusra oszthatók: fermionokra és bozonokra. Ezek az elsők felelnek az ügy megalkotásáért. A ma ismert kérdés fermionokból áll. Másrészről megvannak a bozonjaink, akik felelősek az anyag erőinek vagy kölcsönhatásainak a köztük történő átviteléért. Vagyis amikor az anyag kölcsönhatásba léphet egyik és másik között, erőt fejt ki, és a bozonok határozzák meg.
Tudjuk, hogy az atom komponensei elektronok, protonok és neutronok. Az atom ezen komponensei fermionok, míg a foton, a gluon és a W, illetve a Z bozon felelős az elektromágneses erőkért. Felelősek az erős és gyenge nukleáris erőkért is.
Higgs bozon detektálás
A Higgs-bozont nem lehet közvetlenül kimutatni. Ennek az az oka, hogy miután felbomlása bekövetkezik, szinte azonnal bekövetkezik. Miután szétesik, más elemi részecskék keletkeznek, amelyek ismertebbek számunkra. Tehát csak a Higgs bozon lábnyomait láthatjuk. Azok a további részecskék, amelyek kimutathatók az LHC-n. A részecskegyorsító belsejében a protonok a fény sebességéhez nagyon közel álló sebességgel ütköznek egymással. Ennél a sebességnél tudjuk, hogy a stratégiai pontokon ütközések vannak, és nagy detektorok helyezhetők el ott.
Amikor a részecskék úgy ütköznek egymással, energiát termelnek. Minél nagyobb a részecskék által generált energia ütközéskor, annál nagyobb tömegűek lehetnek a keletkező részecskék. Mivel az Einstein által létrehozott elmélet nem a tömegét állapítja meg, hanem a lehetséges értékek széles skálájára nagy teljesítményű részecskegyorsítókra van szükség. Ez az egész fizikai terület új terület, amelyet fel kell fedezni. A részecske-ütközések megismerésének és kivizsgálásának nehézsége meglehetősen drága és bonyolult. Ezeknek a részecskegyorsítóknak a fő célja azonban a Higgs-bozon felfedezése.
A statisztikák meghatározzák, hogy a Higgs-bozont végül megtalálták-e. Ebben az esetben a szórások jelzik annak valószínűségét, hogy egy kísérleti eredmény véletlenül iható meg, ahelyett, hogy valós hatás lenne. Ezért nagyobb statisztikai értékek jelentőségét kell elérnünk, és ezáltal növelnünk kell a megfigyelés valószínűségét. Ne feledje, hogy ezeknek a kísérleteknek sok adatot kell elemezniük, mivel a részecskeütköző másodpercenként körülbelül 300 millió ütközést generál. Mindezen ütközések esetén a kapott adatokat meglehetősen nehéz végrehajtani.
Előnyök a társadalom számára
Ha végre felfedezik a Higgs-bozont, az áttörést jelenthet a társadalom számára. És ez az, hogy utat mutatna számos más fizikai jelenség kivizsgálásában, mint például a sötét anyag természete. A sötét anyag köztudottan az univerzum mintegy 23% -át teszi ki, de tulajdonságai nagyrészt ismeretlenek. Kihívást jelent a tudományág számára, és kísérletet tesz a részecskegyorsítóval.
Ha a Higgs-bozont soha nem fedezik fel, akkor arra kényszerül, hogy megfogalmazzon egy másik elméletet, hogy meg tudja magyarázni, hogy a részecskék miként nyerik tömegüket. Mindez új kísérletek kidolgozásához vezet, amelyek megerősíthetik vagy cáfolhatják ezt az új elméletet. Ne feledje, hogy a tudomány így ideális. Egy ismeretlent kell keresnie és kísérleteznie kell, amíg meg nem találja a válaszokat.
Remélem, hogy ezekkel az információkkal többet megtudhat a Higgs bozonról és jellemzőiről.