Oorsprong: CERN: Tools: Het Higgs-Boson | Exploratorium

Wanneer je op de weegschaal in de ochtend, je kan hopen dat deze registers een kleiner aantal dan de dag voordat — je mag hopen dat je hebt verloren gewicht., Het is de hoeveelheid massa in je, plus de zwaartekracht, die je gewicht bepaalt. Maar wat bepaalt je massa? dat is een van de meest gestelde, meest verhitte vragen in de natuurkunde vandaag. Veel van de experimenten die circuleren in de deeltjesversnellers van de wereld kijken naar het mechanisme dat massa veroorzaakt. Wetenschappers bij CERN, evenals bij Fermilab in Illinois, hopen te vinden wat ze noemen het “Higgs boson.”Higgs, geloven ze, is een deeltje, of een verzameling deeltjes, dat anderen massa zou kunnen geven., het idee van een deeltje dat een andere massa geeft is een beetje contra-intuïtief… Is massa niet een inherent kenmerk van materie? Zo niet, hoe kan de ene entiteit massa aan alle anderen geven door simpelweg voorbij te zweven en met hen in wisselwerking te staan?		Higgs-achtig deeltje ontdekt!op 4 juli 2012 kondigde CERN de ontdekking aan van een nieuw subatomair deeltje dat consistent is met het higgsboson—een deeltje waar al sinds de jaren 70 naar wordt gezocht., Of het nu het Higgs is of iets dat er sterk op lijkt, een nieuw deeltje is een historische ontdekking. Zie “Higgs binnen bereik” op de website van CERN. Illustraties: CERN

Illustraties: CERN
Klik op de afbeelding hierboven voor een handige cartoon uitleg van het Higgs mechanisme. een vaak geciteerde analogie beschrijft het goed: stel je voor dat je op een Hollywood-feest bent. De menigte is vrij dik, en gelijkmatig verdeeld over de kamer, chatten., Als de grote ster aankomt, verzamelen de mensen die het dichtst bij de deur staan zich om haar heen. Als ze beweegt door het feest, Ze trekt de mensen die het dichtst bij haar, en degenen die ze beweegt weg van terug te keren naar hun andere gesprekken. Door een groepje mensen om haar heen te verzamelen, heeft ze momentum gekregen, een indicatie van massa. Ze is moeilijker te vertragen dan ze zou zijn zonder de menigte. Als ze eenmaal gestopt is, is het moeilijker om haar weer op gang te krijgen.

Dit clustering effect is het Higgs mechanisme, gepostuleerd door de Britse natuurkundige Peter Higgs in de jaren 1960., De theorie veronderstelt dat een soort rooster, het higgsveld genoemd, het universum vult. Dit is zoiets als een elektromagnetisch veld, in die zin dat het de deeltjes beïnvloedt die er doorheen bewegen, maar het is ook gerelateerd aan de fysica van vaste materialen. Wetenschappers weten dat wanneer een elektron door een positief geladen kristalrooster van atomen (een vaste stof) gaat, de massa van het elektron tot wel 40 keer kan toenemen., Hetzelfde zou kunnen gelden in het higgsveld: een deeltje dat erdoor beweegt creëert een beetje vervorming — zoals de menigte rond de ster op het feest — en dat geeft massa aan het deeltje.

foto: CERN wetenschappers van CERN gebruiken de enorme ALEPH detector in hun zoektocht naar het higgsdeeltje.

de kwestie van Massa is een bijzonder raadselachtige geweest, en heeft het higgsboson achtergelaten als het enige ontbrekende stuk van het standaardmodel dat nog moet worden Gespot., Het standaardmodel beschrijft drie van de vier natuurkrachten: elektromagnetisme en de sterke en zwakke kernkrachten. Elektromagnetisme is vrij goed begrepen voor vele decennia. Onlangs hebben natuurkundigen veel meer geleerd over de sterke kracht, die de elementen van atoomkernen samenbindt, en de zwakke kracht, die de radioactiviteit en waterstoffusie regelt (die de energie van de zon genereert).

elektromagnetisme beschrijft hoe deeltjes interageren met fotonen, kleine pakketjes elektromagnetische straling., Op dezelfde manier beschrijft de zwakke kracht hoe twee andere entiteiten, de W-en Z-deeltjes, interageren met elektronen, quarks, neutrino ‘ s en anderen. Er is één heel belangrijk verschil tussen deze twee interacties: fotonen hebben geen massa, terwijl de massa ‘ s van W en Z enorm zijn. In feite zijn het enkele van de meest massieve deeltjes die we kennen.

de eerste inclinatie is om aan te nemen dat W en Z gewoon bestaan en interageren met andere elementaire deeltjes. Maar om wiskundige redenen, de gigantische massa ‘ s van W en Z verhogen inconsistenties in het standaardmodel., Om dit aan te pakken, stellen natuurkundigen dat er minstens één ander deeltje moet zijn-het higgsboson.

De eenvoudigste theorieën voorspellen slechts één boson, maar anderen zeggen dat er meerdere zijn. In feite is de zoektocht naar het higgsdeeltje(en) een van de meest opwindende onderzoeken, omdat het zou kunnen leiden tot volledig nieuwe ontdekkingen in de deeltjesfysica. Sommige theoretici zeggen dat het geheel nieuwe vormen van sterke interacties aan het licht zou kunnen brengen, en anderen geloven dat onderzoek een nieuwe fundamentele fysische symmetrie zal onthullen genaamd “supersymmetrie.,”

foto: CERN
CERN wetenschappers waren niet zeker of deze gebeurtenissen geregistreerd door de ALEPH detector duidden op de aanwezigheid van een Higgs boson. Bekijk de links hieronder voor de laatste informatie over de zoektocht naar het Higgs Boson.

eerst willen wetenschappers echter bepalen of het higgsboson bestaat. De zoektocht duurt al meer dan tien jaar, zowel bij CERN ‘ s Large Electron Positron Collider (LEP) in Genève als bij Fermilab in Illinois. Om naar het deeltje te zoeken, moeten onderzoekers andere deeltjes met zeer hoge snelheden tegen elkaar slaan., Als de energie van die botsing hoog genoeg is, wordt het omgezet in kleinere stukjes materie — deeltjes — waarvan er één een higgsboson kan zijn. Het Higgs zal maar een fractie van een seconde meegaan, en dan vergaan tot andere deeltjes. Dus om te zien of het Higgs bij de botsing verscheen, zoeken onderzoekers naar bewijs van waar het in zou zijn vervallen.in augustus 2000 zagen natuurkundigen bij CERN ‘ s LEP sporen van deeltjes die in het juiste patroon passen, maar het bewijs is nog steeds niet overtuigend., LEP werd begin November 2000 gesloten, maar de zoektocht gaat verder bij Fermilab in Illinois, en zal zich weer oppakken bij CERN wanneer de LHC (Large Hadron Collider) experimenten begint in 2005.

voor actuele informatie over het zoeken naar het higgsboson:
LHC
Fermilab
ALEPH (LEP experiment)
OPAL (LEP experiment)
L3(LEP experiment)
DELPHI (LEP experiment)