I kvantfysikens gren görs ett försök att studera den mekanism genom vilken universums massa härrör. Tack vare detta har det varit möjligt att upptäcka Higgs Boson. Det är en elementär partikel som forskare tror har en grundläggande roll i att veta hur universum har sitt ursprung. Bekräftelse av universums existens är ett av målen för Large Hadron Collider. Det är den största och kraftfullaste partikelacceleratorn i världen.
I den här artikeln kommer vi att berätta för dig och vad är Higgs-bosonen, vilka egenskaper har det och hur viktigt det är.
Betydelsen av Higgs-bosonen
Vikten av Higgs-bosonen är att det är den enda partikel som möjligen kan förklara universums ursprung. Standardmodellen för partikelfysik beskriver perfekt alla dessa elementära partiklar och interaktioner de har med omgivningen som omger dem. En viktig del återstår dock att bekräfta, vilket är vad som kan ge oss svar på massans ursprung. Det måste tas med i beräkningen att om existensen av universums massa skedde annorlunda än den vi känner till. Om en elektron inte hade någon massa Atomer skulle inte existera och materia skulle inte existera som vi känner det. Om massa skulle det inte finnas någon kemi, ingen biologi och inga levande varelser skulle existera.
För att förklara vikten av allt detta postulerade brittiska Peter Higgs på 60-talet att det finns en mekanism som kallas Higgs-fältet. Precis som foton är en grundläggande komponent när vi hänvisar till magnetfält och ljus, kräver detta fält att det finns en partikel som kan komponera den. Här ligger vikten av denna partikel eftersom den ansvarar för att få fältet att fungera.
Mekanismdrift
Vi ska förklara lite hur Higgs-fältmekanismen fungerar. Det är ett slags kontinuum som sträcker sig genom rymden och består av otaliga antal Higgs-bosoner. Det är massan av partiklarna som skulle orsakas av friktion med detta fält, så man kan dra slutsatsen att alla partiklar som har större friktion med detta fält har en större massa.
Det finns många av oss som inte riktigt vet vad en boson är. För att förstå mer av alla dessa något mer komplexa begrepp kommer vi att analysera vad en boson är. Subatomära partiklar är uppdelade i två typer: fermioner och bosoner. Dessa första ansvarar för att komponera ärendet. Den fråga vi känner till idag består av fermioner. Å andra sidan har vi de bosoner som är ansvariga för att bära materiens krafter eller växelverkan mellan dem. Det vill säga, när materia kan interagera mellan det ena och det andra, utövar det en kraft och bestäms av bosonerna.
Vi vet att komponenterna i en atom är elektroner, protoner och neutroner. Dessa komponenter i atomen är fermioner, medan foton, gluon och W- och Z-bosonerna är ansvariga för elektromagnetiska krafter. De är också ansvariga för de starka och svaga kärnkrafter.
Higgs boson upptäckt
Higgs-bosonen kan inte detekteras direkt. Anledningen till detta är att när dess upplösning inträffar är den nästan omedelbar. När den väl sönderdelas ger den upphov till andra elementära partiklar som är mer bekanta för oss. Så vi kan bara se Higgs bosons fotspår. De andra partiklarna som kunde detekteras vid LHC. Inuti partikelacceleratorprotonerna kolliderar med varandra i en hastighet mycket nära ljusets hastighet. Med denna hastighet vet vi att det kolliderar på strategiska platser och stora detektorer kan placeras där.
När partiklarna kolliderar så med varandra genererar de energi. Ju högre energi som genereras av partiklarna när de kolliderar, desto mer massa kan de resulterande partiklarna ha. Eftersom teorin som Einstein har fastställt inte fastställer dess massa utan ett brett spektrum av möjliga värden krävs, kraftfulla partikelacceleratorer krävs. Hela detta fysikfält är ett nytt område att utforska. Svårigheten att känna till och undersöka dessa partikelkollisioner är något ganska dyrt och komplicerat att genomföra. Huvudsyftet med dessa partikelacceleratorer är dock att upptäcka Higgs-bosonen.
Svaret på om Higgs-bosonen äntligen har hittats definieras i statistik. I detta fall indikerar standardavvikelserna sannolikheten att ett experimentellt resultat kan drickas av en slump istället för att vara en verklig effekt. Av denna anledning måste vi uppnå en större betydelse av de statistiska värdena och därmed öka sannolikheten för observation. Tänk på att alla dessa experiment behöver analysera mycket data eftersom partikelkollideraren genererar cirka 300 miljoner kollisioner per sekund. Med alla dessa kollisioner är den resulterande informationen ganska svår att utföra.
Fördelar för samhället
Om Higgs-bosonen äntligen upptäcks kan det vara ett genombrott för samhället. Och det är att det skulle markera vägen i undersökningen av många andra fysiska fenomen, såsom naturen hos mörk materia. Mörk materia är känd för att utgöra cirka 23% av universum, men dess egenskaper är i stort sett okända. Det är en utmaning för disciplinen och experimenterar med partikelacceleratorn.
Om Higgs-bosonen aldrig upptäcks kommer den att tvinga att formulera en annan teori för att kunna förklara hur partiklarna får sin massa. Allt detta kommer att leda till utveckling av nya experiment som kan bekräfta eller förneka denna nya teori. Tänk på att detta är det sätt på vilket vetenskapen är idealisk. Du måste leta efter ett okänt och experimentera tills du hittar svaren.
Jag hoppas att med den här informationen kan du lära dig mer om Higgs boson och dess egenskaper.