ในสาขาฟิสิกส์ควอนตัมมีการพยายามศึกษากลไกที่มวลของจักรวาลกำเนิดขึ้น ด้วยเหตุนี้จึงสามารถค้นพบไฟล์ Higgs 'Boson. เป็นอนุภาคมูลฐานที่นักวิทยาศาสตร์คิดว่ามีบทบาทพื้นฐานในการรู้ว่าเอกภพกำเนิดขึ้นมาได้อย่างไร การยืนยันการมีอยู่ของจักรวาลเป็นหนึ่งในวัตถุประสงค์ของ Large Hadron Collider นับเป็นเครื่องเร่งอนุภาคที่ใหญ่และทรงพลังที่สุดในโลก
ในบทความนี้เราจะบอกคุณและฮิกส์โบซอนคืออะไรลักษณะของมันคืออะไรและมีความสำคัญอย่างไร
ความสำคัญของฮิกส์โบซอน
ความสำคัญของฮิกส์โบซอนคือมันเป็นอนุภาคเดียวที่สามารถอธิบายที่มาของจักรวาลได้ แบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์อนุภาคอธิบายอนุภาคมูลฐานเหล่านั้นได้อย่างสมบูรณ์แบบและปฏิสัมพันธ์ที่มีกับสิ่งแวดล้อมที่อยู่รอบตัว อย่างไรก็ตามยังคงมีการยืนยันส่วนสำคัญซึ่งเป็นสิ่งที่สามารถให้คำตอบแก่เราเกี่ยวกับที่มาของมวลได้ ต้องคำนึงว่าถ้าการมีอยู่ของมวลของจักรวาลเกิดขึ้นแตกต่างจากที่เรารู้จัก ถ้าอิเล็กตรอนไม่มีมวล อะตอมจะไม่มีอยู่จริงและสสารจะไม่มีอยู่จริงอย่างที่เรารู้ ถ้ามวลก็จะไม่มีเคมีไม่มีชีววิทยาและไม่มีสิ่งมีชีวิตอยู่
เพื่อที่จะอธิบายถึงความสำคัญของทั้งหมดนี้ Peter Higgs ชาวอังกฤษในทศวรรษที่ 60 ได้ตั้งสมมติฐานว่ามีกลไกที่เรียกว่าสนาม Higgs เช่นเดียวกับที่โฟตอนเป็นองค์ประกอบพื้นฐานเมื่อเราอ้างถึงสนามแม่เหล็กและแสงสนามนี้ต้องการการมีอยู่ของอนุภาคที่สามารถประกอบกันได้ ในที่นี้คือความสำคัญของอนุภาคนี้เนื่องจากมีหน้าที่ในการทำให้สนามทำงานได้เอง
การทำงานของกลไก
เราจะอธิบายเล็กน้อยว่ากลไกสนามฮิกส์ทำงานอย่างไร มันเป็นความต่อเนื่องชนิดหนึ่งที่ขยายไปทั่วอวกาศและประกอบด้วยฮิกส์โบซอนจำนวนนับไม่ถ้วน มันคือมวลของอนุภาคที่น่าจะเกิดจากการเสียดสีกับสนามนี้จึงสรุปได้ว่า อนุภาคทั้งหมดที่มีแรงเสียดทานมากกว่ากับสนามนี้จะมีมวลมากกว่า
มีพวกเราหลายคนที่ไม่รู้ว่าโบซอนคืออะไร เพื่อให้เข้าใจแนวคิดที่ค่อนข้างซับซ้อนเหล่านี้มากขึ้นเราจะมาวิเคราะห์ว่าโบซอนคืออะไร อนุภาคย่อยแบ่งออกเป็นสองประเภทคือเฟอร์มิออนและโบซอน คนแรกเหล่านี้รับผิดชอบในการเรียบเรียงเรื่อง เรื่องที่เรารู้ในวันนี้ประกอบด้วยเฟอร์มิออน ในทางกลับกันเรามีโบซอนที่รับผิดชอบในการแบกกองกำลังหรือปฏิสัมพันธ์ระหว่างกัน นั่นคือเมื่อสสารสามารถโต้ตอบระหว่างสิ่งหนึ่งและอีกสิ่งหนึ่งได้มันจะออกแรงและถูกกำหนดโดยโบซอน
เรารู้ว่าส่วนประกอบของอะตอม ได้แก่ อิเล็กตรอนโปรตอนและนิวตรอน ส่วนประกอบเหล่านี้ของอะตอมคือเฟอร์มิออนในขณะที่ โฟตอนกลูออนและโบซอน W และ Z มีหน้าที่รับแรงแม่เหล็กไฟฟ้าตามลำดับ พวกเขายังต้องรับผิดชอบต่อกองกำลังนิวเคลียร์ที่แข็งแกร่งและอ่อนแอ
การตรวจจับ Higgs boson
ไม่สามารถตรวจพบฮิกส์โบซอนโดยตรง เหตุผลก็คือเมื่อเกิดการแตกตัวมันแทบจะเกิดขึ้นในทันที เมื่อมันสลายตัวก็ก่อให้เกิดอนุภาคมูลฐานอื่น ๆ ที่เราคุ้นเคยมากกว่า เราจึงเห็นเพียงรอยเท้าของฮิกส์โบซอน อนุภาคอื่น ๆ ที่สามารถตรวจพบได้ที่ LHC ภายในเครื่องเร่งอนุภาคโปรตอนชนกันด้วยความเร็วใกล้เคียงกับแสงมาก ด้วยความเร็วนี้เรารู้ว่ามีการชนกันที่จุดยุทธศาสตร์และสามารถวางเครื่องตรวจจับขนาดใหญ่ไว้ที่นั่นได้
เมื่ออนุภาคชนกันมันจะสร้างพลังงาน ยิ่งอนุภาคเกิดพลังงานสูงเมื่อชนกันอนุภาคที่เกิดจะมีมวลมากขึ้น เนื่องจากทฤษฎีที่ไอน์สไตน์กำหนดขึ้นไม่ได้สร้างมวลของมัน แต่ ค่าที่เป็นไปได้ที่หลากหลายจำเป็นต้องใช้เครื่องเร่งอนุภาคกำลังสูง สาขาฟิสิกส์ทั้งหมดนี้เป็นดินแดนใหม่ในการสำรวจ ความยากลำบากในการทราบและตรวจสอบการชนกันของอนุภาคเหล่านี้เป็นสิ่งที่ค่อนข้างแพงและซับซ้อนในการดำเนินการ อย่างไรก็ตามวัตถุประสงค์หลักของเครื่องเร่งอนุภาคเหล่านี้คือการค้นพบฮิกส์โบซอน
คำตอบที่ว่าในที่สุดก็พบฮิกส์โบซอนในสถิติแล้วหรือไม่ ในกรณีนี้ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานบ่งบอกถึงความเป็นไปได้ที่ผลการทดลองจะเมาโดยบังเอิญแทนที่จะเป็นผลจริง ด้วยเหตุนี้เราจึงจำเป็นต้องบรรลุค่าทางสถิติที่มีนัยสำคัญมากขึ้นจึงเพิ่มความน่าจะเป็นของการสังเกต โปรดทราบว่าการทดลองทั้งหมดนี้จำเป็นต้องวิเคราะห์ข้อมูลจำนวนมากเนื่องจากเครื่องชนกันของอนุภาคสร้างการชนกันประมาณ 300 ล้านครั้งต่อวินาที ด้วยการชนกันทั้งหมดนี้ข้อมูลที่ได้จึงทำได้ค่อนข้างยาก
ประโยชน์ต่อสังคม
หากในที่สุดฮิกส์โบซอนถูกค้นพบอาจเป็นความก้าวหน้าของสังคม และมันจะเป็นเครื่องหมายในการตรวจสอบปรากฏการณ์ทางกายภาพอื่น ๆ อีกมากมายเช่นธรรมชาติของสสารมืด เป็นที่ทราบกันดีว่าสสารมืดประกอบขึ้นเป็นประมาณ 23% ของจักรวาล แต่ส่วนใหญ่ยังไม่ทราบคุณสมบัติของมัน มันเป็นความท้าทายสำหรับวินัยและการทดลองกับเครื่องเร่งอนุภาค
หากไม่เคยค้นพบฮิกส์โบซอนก็จะบังคับให้กำหนดทฤษฎีอื่นเพื่อให้สามารถอธิบายได้ว่าอนุภาคมีมวลได้อย่างไร ทั้งหมดนี้จะนำไปสู่การพัฒนาการทดลองใหม่ ๆ ที่สามารถยืนยันหรือปฏิเสธทฤษฎีใหม่นี้ได้ โปรดทราบว่านี่เป็นวิธีที่วิทยาศาสตร์เหมาะอย่างยิ่ง คุณต้องมองหาสิ่งที่ไม่รู้จักและทดลองจนกว่าคุณจะพบคำตอบ
ฉันหวังว่าด้วยข้อมูลนี้คุณสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับ Higgs boson และลักษณะของมัน