În ramura fizicii cuantice, se încearcă studierea mecanismului prin care se originează masa universului. Datorită acestui fapt a fost posibil să descoperim Bosonul lui Higgs. Este o particulă elementară despre care oamenii de știință cred că are un rol fundamental în cunoașterea originii universului. Confirmarea existenței universului este unul dintre obiectivele Marelui Colizor de Hadroni. Este cel mai mare și mai puternic accelerator de particule din lume.
În acest articol vă vom spune și ce este bosonul Higgs, care sunt caracteristicile sale și cât de important este.
Importanța bosonului Higgs
Importanța bosonului Higgs este că este singura particulă care poate explica originea universului. Modelul standard al fizicii particulelor descrie perfect toate acele particule elementare și interacțiunile pe care le au cu mediul care le înconjoară. Cu toate acestea, o parte importantă rămâne de confirmat, ceea ce ne poate oferi un răspuns la originea masei. Trebuie luat în considerare faptul că dacă existența masei universului a avut loc diferit de cea pe care o cunoaștem noi. Dacă un electron nu avea masă Atomii nu ar exista și materia nu ar exista așa cum o cunoaștem noi. Dacă masa, nu ar exista chimie, biologie și nu ar exista ființe vii.
Pentru a explica importanța tuturor acestora, britanicul Peter Higgs din anii 60 a postulat că există un mecanism cunoscut sub numele de câmpul Higgs. Așa cum fotonul este o componentă fundamentală atunci când ne referim la câmpuri magnetice și lumină, acest câmp necesită existența unei particule care îl poate compune. Aici stă importanța acestei particule, deoarece este însărcinată să facă câmpul în sine să funcționeze.
Funcționarea mecanismului
Vom explica puțin cum funcționează mecanismul câmpului Higgs. Este un fel de continuum care se întinde pe tot spațiul și este alcătuit din nenumărate numere de bosoni Higgs. Masa particulelor ar fi cauzată de fricțiunea cu acest câmp, deci se poate concluziona că toate particulele care au o frecare mai mare cu acest câmp au o masă mai mare.
Suntem mulți dintre noi care nu știu cu adevărat ce este un boson. Pentru a înțelege mai multe dintre aceste concepte ceva mai complexe, vom analiza ce este un boson. Particulele subatomice sunt împărțite în două tipuri: fermioni și bosoni. Acești primi sunt responsabili de compunerea problemei. Problema pe care o știm astăzi este formată din fermioni. Pe de altă parte, avem bosonii care sunt responsabili de transportarea forțelor sau interacțiunilor materiei între ei. Adică, atunci când materia poate interacționa între una și cealaltă, aceasta exercită o forță și este determinată de bosoni.
Știm că componentele unui atom sunt electroni, protoni și neutroni. Aceste componente ale atomului sunt fermioni, în timp ce fotonul, gluonul și bosonii W și Z sunt responsabili de forțele electromagnetice, respectiv. Ei sunt, de asemenea, responsabili de forțele nucleare puternice și slabe.
Detectarea bosonului Higgs
Bosonul Higgs nu poate fi detectat direct. Motivul pentru aceasta este că odată ce are loc dezintegrarea sa, este aproape instantaneu. Odată ce se dezintegrează, dă naștere la alte particule elementare care ne sunt mai familiare. Deci, nu putem vedea decât urmele bosonului Higgs. Acele alte particule care ar putea fi detectate la LHC. În interiorul acceleratorului de particule protonii se ciocnesc între ei la o viteză foarte apropiată de viteza luminii. Cu această viteză știm că există coliziuni în puncte strategice și acolo pot fi amplasați detectoare mari.
Când particulele se ciocnesc astfel, generează energie. Cu cât energia generată de particule este mai mare atunci când acestea se ciocnesc, cu atât particulele rezultate pot avea mai multă masă. Pentru că teoria stabilită de Einstein nu își stabilește masa, ci sunt necesare o gamă largă de valori posibile, acceleratoare de particule de mare putere. Întregul domeniu al fizicii este un teritoriu nou de explorat. Dificultatea de a cunoaște și a întreba despre aceste coliziuni de particule este ceva destul de costisitor și complex de realizat. Cu toate acestea, obiectivul principal al acestor acceleratoare de particule este de a descoperi bosonul Higgs.
Răspunsul dacă bosonul Higgs a fost în cele din urmă găsit este definit în statistici. În acest caz, abaterile standard indică probabilitatea ca un rezultat experimental să fie băut la întâmplare în loc să fie un efect real. Prin urmare, trebuie să obținem o semnificație mai mare a valorilor statistice și astfel să creștem probabilitatea de observare. Rețineți că toate aceste experimente trebuie să analizeze o mulțime de date, deoarece colizorul de particule generează aproximativ 300 de milioane de coliziuni pe secundă. Cu toate aceste coliziuni, datele rezultate sunt destul de dificil de realizat.
Beneficii pentru societate
Dacă bosonul Higgs este descoperit în cele din urmă, ar putea fi o descoperire pentru societate. Și este că ar marca calea în investigarea multor alte fenomene fizice, cum ar fi natura materiei întunecate. Se știe că materia întunecată reprezintă aproximativ 23% din univers, dar proprietățile sale sunt în mare parte necunoscute. Este o provocare pentru disciplină și experimentele cu acceleratorul de particule.
Dacă bosonul Higgs nu este descoperit niciodată, va forța să formuleze o altă teorie pentru a putea explica modul în care particulele își obțin masa. Toate acestea vor duce la dezvoltarea de noi experimente care pot confirma sau nega această nouă teorie. Rețineți că acesta este modul în care știința este ideală. Trebuie să căutați o necunoscută și să experimentați până când veți găsi răspunsurile.
Sper că cu aceste informații puteți afla mai multe despre bosonul Higgs și caracteristicile sale.