V veji kvantne fizike poskušajo preučiti mehanizem, po katerem izvira masa vesolja. Zahvaljujoč temu je bilo mogoče odkriti Higgsov Boson. To je osnovni delec, za katerega znanstveniki menijo, da ima temeljno vlogo pri vedenju, kako je nastalo vesolje. Potrditev obstoja vesolja je eden od ciljev Velikega hadronskega trkalnika. Je največji in najmočnejši pospeševalnik delcev na svetu.
V tem članku vam bomo povedali in kaj je Higgsov bozon, kakšne so njegove značilnosti in kako pomemben je.
Pomen Higgsovega bozona
Pomen Higgsovega bozona je v tem, da je edini delček, ki lahko razloži izvor vesolja. Standardni model fizike delcev popolnoma opisuje vse tiste elementarne delce in njihove interakcije z okoljem, ki jih obdaja. Vendar je treba potrditi še pomemben del, ki nam lahko da odgovor na izvor mase. Upoštevati je treba, da če je obstoj mase vesolja potekal drugače od tistega, ki ga poznamo. Če elektron ni imel mase Atomi ne bi obstajali in snov ne bi obstajala, kot jo poznamo. Če bi bilo mase, ne bi bilo kemije, biologije in živih bitij.
Da bi razložil pomen vsega tega, je Britanec Peter Higgs v šestdesetih letih postavil, da obstaja mehanizem, znan kot Higgsovo polje. Tako kot je foton temeljna komponenta, ko se sklicujemo na magnetna polja in svetlobo, tudi to polje zahteva obstoj delca, ki ga lahko sestavi. V tem je pomembnost tega delca, saj je zadolžen za to, da samo polje deluje.
Delovanje mehanizma
Nekoliko bomo razložili, kako deluje mehanizem Higgsovega polja. Je nekakšen kontinuum, ki se razteza po vesolju in je sestavljen iz neštetega števila Higgsovih bozonov. Masa delcev bi nastala zaradi trenja s tem poljem, zato lahko sklepamo, da vsi delci, ki imajo večje trenje s tem poljem, imajo večjo maso.
Veliko nas je, ki v resnici ne vemo, kaj je bozon. Da bi razumeli vse te nekoliko bolj zapletene koncepte, bomo analizirali, kaj je bozon. Subatomske delce delimo na dve vrsti: fermioni in bozoni. Ti prvi so zadolženi za sestavo zadeve. Snov, ki jo poznamo danes, je sestavljena iz fermionov. Po drugi strani imamo bozone, ki so odgovorni za prenašanje sil ali interakcije snovi med njimi. To pomeni, da kadar snov lahko deluje med enim in drugim, deluje sila in jo določajo bozoni.
Vemo, da so komponente atoma elektroni, protoni in nevtroni. Te komponente atoma so fermioni, medtem ko foton, gluon in bozoni W in Z so odgovorni za elektromagnetne sile. Odgovorni so tudi za močne in šibke jedrske sile.
Higgsovo zaznavanje bozona
Higgsovega bozona ni mogoče neposredno zaznati. Razlog za to je, da ko pride do njegovega razpada, je skoraj takojšen. Ko enkrat razpade, nastanejo drugi osnovni delci, ki so nam bolj znani. Tako lahko vidimo le stopinje Higgsovega bozona. Tisti drugi delci, ki bi jih lahko zaznali na LHC. V pospeševalniku delcev protoni trčijo med seboj s hitrostjo, zelo blizu svetlobni. Pri tej hitrosti vemo, da na strateških točkah prihaja do trkov in je tam mogoče namestiti velike detektorje.
Ko delci tako trčijo med seboj, tvorijo energijo. Večja kot je energija, ki jo delci ustvarijo ob trku, večjo maso imajo lahko nastali delci. Ker teorija, ki jo je vzpostavil Einstein, ne določa njene mase, ampak za širok razpon možnih vrednosti so potrebni močni pospeševalniki delcev. Celotno področje fizike je novo ozemlje za raziskovanje. Težava poznavanja in preiskovanja teh trkov delcev je nekaj precej dragega in zapletenega za izvedbo. Vendar je glavni cilj teh pospeševalnikov delcev odkriti Higgsov bozon.
Odgovor na vprašanje, ali je bil končno najden Higgsov bozon, je opredeljen v statistiki. V tem primeru standardni odkloni kažejo na verjetnost, da se eksperimentalni rezultat lahko popi naključno, namesto da bi bil resničen učinek. Iz tega razloga moramo doseči večji pomen statističnih vrednosti in s tem povečati verjetnost opazovanja. Upoštevajte, da morajo vsi ti poskusi analizirati veliko podatkov, saj trk delcev ustvari približno 300 milijonov trkov na sekundo. Pri vseh teh trkih je nastale podatke precej težko izvesti.
Koristi za družbo
Če bo Higgsov bozon končno odkrit, bi to lahko bil preboj za družbo. In to je, da bi zaznamovalo pot pri preiskovanju številnih drugih fizikalnih pojavov, kot je narava temne snovi. Znano je, da temna snov predstavlja približno 23% vesolja, vendar so njene lastnosti večinoma neznane. To je izziv za disciplino in eksperimentiranje s pospeševalnikom delcev.
Če Higgsovega bozona nikoli ne odkrijejo, bo prisiljen oblikovati drugo teorijo, da bo lahko razložil, kako delci dobijo svojo maso. Vse to bo privedlo do razvoja novih poskusov, ki lahko potrdijo ali zanikajo to novo teorijo. Upoštevajte, da je to način, na katerega je znanost idealna. Iskati morate neznano in eksperimentirati, dokler ne najdete odgovorov.
Upam, da boste s temi informacijami izvedeli več o Higgsovem bozonu in njegovih značilnostih.