Katika tawi la fizikia ya quantum, jaribio linafanywa kusoma utaratibu ambao umati wa ulimwengu unatoka. Shukrani kwa hili, imewezekana kugundua faili ya Bosgs ya Higgs. Ni chembe ya msingi ambayo wanasayansi wanafikiri ina jukumu la msingi katika kujua jinsi ulimwengu ulitokea. Uthibitisho wa uwepo wa ulimwengu ni moja ya malengo ya Mkubwa wa Hadron Collider. Ni kiboreshaji kikubwa zaidi na chenye nguvu zaidi ulimwenguni.
Katika nakala hii tutakuambia na bosnia ya Higgs ni nini, sifa zake ni nini na ni muhimu vipi.
Index
Umuhimu wa kifua cha Higgs
Umuhimu wa kifua cha Higgs ni kwamba ndio chembe pekee ambayo inaweza kuelezea asili ya ulimwengu. Mfano wa kawaida wa fizikia ya chembe inaelezea kikamilifu chembe zote za kimsingi na mwingiliano walio nao na mazingira yanayowazunguka. Walakini, sehemu muhimu inabaki kudhibitishwa, ambayo ndiyo inaweza kutupa jibu kwa asili ya misa. Inapaswa kuzingatiwa kuwa ikiwa uwepo wa wingi wa ulimwengu ulifanyika tofauti na ile tunayoijua. Ikiwa elektroni haikuwa na misa Atomi zisingekuwepo na jambo lisingekuwepo kama tunavyojua. Ikiwa misa, hakutakuwa na kemia, hakuna biolojia, na hakuna viumbe hai vitakuwepo.
Ili kuelezea umuhimu wa haya yote, Mwingereza Peter Higgs mnamo miaka ya 60 aliandika kwamba kuna utaratibu unaojulikana kama uwanja wa Higgs. Kama vile photon ni sehemu ya kimsingi tunapotaja sehemu za sumaku na mwanga, uwanja huu unahitaji kuwapo kwa chembe inayoweza kutunga. Hapa kuna umuhimu wa chembe hii kwani inahusika na kufanya shamba lenyewe lifanye kazi.
Uendeshaji wa utaratibu
Tutaelezea kidogo jinsi utaratibu wa uwanja wa Higgs unavyofanya kazi. Ni aina ya mwendelezo ambayo inaenea katika nafasi na imeundwa na idadi isitoshe ya watoto wa kike wa Higgs. Ni wingi wa chembe ambazo zingesababishwa na msuguano na uwanja huu, kwa hivyo inaweza kuhitimishwa kuwa chembe zote ambazo zina msuguano mkubwa na uwanja huu zina molekuli kubwa.
Kuna wengi wetu ambao hatujui ni nini kifua. Ili kuelewa zaidi ya dhana hizi ngumu zaidi, tutachambua nini boson ni. Chembe za subatomic zimegawanywa katika aina mbili: fermions na bosons. Hawa wa kwanza wanasimamia kutunga jambo. Jambo tunalojua leo linaundwa na fermions. Kwa upande mwingine, tuna mabosi ambao wana jukumu la kubeba nguvu au mwingiliano wa jambo kati yao. Hiyo ni, wakati vitu vinaweza kuingiliana kati ya moja na nyingine, hufanya nguvu na imedhamiriwa na mabosi.
Tunajua kuwa vifaa vya atomi ni elektroni, protoni na nyutroni. Sehemu hizi za atomi ni fermions, wakati photon, gluon, na W na Z bosons wanawajibika kwa vikosi vya umeme kwa mtiririko huo. Wao pia wanawajibika kwa vikosi vya nguvu na dhaifu vya nyuklia.
Kugundua kifua cha Higgs
Kifua cha Higgs hakiwezi kugunduliwa moja kwa moja. Sababu ya hii ni kwamba mara tu utengano wake unapotokea ni karibu mara moja. Mara tu inaposambaratika, hutoa chembe zingine za msingi ambazo zinajulikana zaidi kwetu. Kwa hivyo tunaweza tu kuona nyayo za miguu ya bosgs ya Higgs. Chembe hizo zingine ambazo zinaweza kugunduliwa katika LHC. Ndani ya protoni za kuongeza kasi ya chembe hugongana kila mmoja kwa kasi karibu sana na ile ya nuru. Kwa kasi hii tunajua kuwa kuna migongano kwenye sehemu za kimkakati na vitambuzi vikubwa vinaweza kuwekwa hapo.
Wakati chembe hizo zinapogongana zinazalisha nguvu. Kadiri nishati inavyozalishwa na chembe zinapogongana, chembe zinazosababisha zinaweza kuwa nyingi zaidi. Kwa sababu nadharia iliyoanzishwa na Einstein haianzishi umati wake, lakini anuwai anuwai inayowezekana, viboreshaji vya chembe zenye nguvu nyingi zinahitajika. Sehemu hii yote ya fizikia ni eneo jipya la kuchunguza. Ugumu wa kujua na kuchunguza migongano hii ya chembe ni kitu ghali kabisa na ngumu kutekeleza. Walakini, lengo kuu la viboreshaji vya chembe hizi ni kugundua bosgs ya Higgs.
Jibu la ikiwa kifua kikuu cha Higgs kimepatikana kimetajwa katika takwimu. Katika kesi hii, kupotoka kwa kawaida kunaonyesha uwezekano wa kuwa matokeo ya majaribio yanaweza kunywa kwa bahati badala ya kuwa athari halisi. Kwa sababu hii, tunahitaji kufikia umuhimu mkubwa wa maadili ya kitakwimu na kwa hivyo kuongeza uwezekano wa uchunguzi. Kumbuka kwamba majaribio haya yote yanahitaji kuchambua data nyingi kwani kizuizi cha chembe hutengeneza karibu migongano milioni 300 kwa sekunde. Pamoja na migongano hii yote, data inayosababishwa ni ngumu sana kutekeleza.
Faida kwa jamii
Ikiwa kifua cha Higgs kitagunduliwa mwishowe, inaweza kuwa mafanikio kwa jamii. Na ni kwamba itaashiria njia katika uchunguzi wa matukio mengine mengi ya kimaumbile kama asili ya jambo la giza. Vitu vyeusi vinajulikana kama karibu 23% ya ulimwengu, lakini mali zake hazijulikani. Ni changamoto kwa nidhamu na majaribio na kiharishi cha chembe.
Ikiwa kifua cha Higgs hakigunduliki kamwe, italazimisha kuunda nadharia nyingine kuweza kuelezea jinsi chembe hizo zinavyopata misa yao. Yote hii itasababisha ukuzaji wa majaribio mapya ambayo yanaweza kudhibitisha au kukataa nadharia hii mpya. Kumbuka kwamba hii ndiyo njia ambayo sayansi ni bora. Lazima utafute haijulikani na ujaribu hadi upate majibu.
Natumai kuwa na habari hii unaweza kujifunza zaidi juu ya bosgs ya Higgs na sifa zake.