|
||
| kiedy rano pojawi się waga, możesz mieć nadzieję, że zarejestruje mniejszą liczbę niż dzień wcześniej-możesz mieć nadzieję, że straciłeś na wadze., To ilość masy w tobie, plus siła grawitacji, decyduje o twojej wadze. Ale co decyduje o Twojej masie? to jedno z najczęściej zadawanych pytań w fizyce. Wiele eksperymentów krążących w światowych akceleratorach cząstek bada mechanizm, który powoduje powstanie masy. Naukowcy z CERN, a także z Fermilab w Illinois, mają nadzieję znaleźć coś, co nazywają „bozonem Higgsa.”Higgs, ich zdaniem, jest cząstką lub zbiorem cząstek, które mogą dać innym masę., idea jednej cząstki dającej inną masę jest nieco przeciwstawna… Czy masa nie jest nieodłączną cechą materii? Jeśli nie, w jaki sposób jedna istota może przekazać masę wszystkim innym, po prostu pływając i wchodząc z nimi w interakcję? |
cząstka podobna do Higgsa odkryta!
4 lipca 2012 roku CERN ogłosił odkrycie nowej cząstki subatomowej zgodnej z bozonem Higgsa—cząstki poszukiwanej od lat 70., Niezależnie od tego, czy jest to Higgs, czy coś bardzo do niego podobnego, Nowa cząstka jest historycznym odkryciem. Zobacz „Higgs w zasięgu ręki” na stronie internetowej CERN.  grafika: CERN |
|
grafika: CERN
Kliknij na obrazek powyżej, aby uzyskać pomocne kreskówkowe wyjaśnienie mechanizmu Higgsa.
często cytowana analogia dobrze to opisuje: wyobraź sobie, że jesteś na Hollywoodzkiej imprezie. Tłum jest raczej gruby i równomiernie rozłożony wokół pokoju, rozmawiając., Kiedy przybywa wielka gwiazda, ludzie najbliżej drzwi zbierają się wokół niej. Gdy przechodzi przez imprezę, przyciąga najbliższych jej ludzi, a ci, od których się oddala, wracają do innych rozmów. Zbierając wokół siebie tłumy ludzi, nabrała rozpędu, co jest oznaką masy. Jest trudniejsza do zwalniania niż byłaby bez tłumu. Kiedy przestanie, trudniej będzie ją znowu uruchomić.
ten efekt klastrowania jest mechanizmem Higgsa, postulowanym przez brytyjskiego fizyka Petera Higgsa w latach 60., Teoria zakłada, że rodzaj siatki, określanej jako pole Higgsa, wypełnia wszechświat. Jest to coś w rodzaju pola elektromagnetycznego, ponieważ wpływa na cząstki, które się przez nie poruszają, ale jest również związane z fizyką materiałów stałych. Naukowcy wiedzą, że gdy elektron przechodzi przez dodatnio naładowaną siatkę krystaliczną atomów (ciało stałe), masa elektronu może wzrosnąć nawet 40 razy., To samo może być prawdą w polu Higgsa: cząstka poruszająca się po nim powoduje niewielkie zniekształcenia-jak tłum wokół gwiazdy na imprezie-i to nadaje cząstce masę.
zdjęcie: CERN
naukowcy z CERN używają ogromnego detektora ALEPH w poszukiwaniu cząstki Higgsa.
kwestia masy była szczególnie zagadkowa i pozostawiła bozon Higgsa jako pojedynczy brakujący fragment Modelu Standardowego, który nie został jeszcze zauważony., Model Standardowy opisuje trzy z czterech sił natury: elektromagnetyzm oraz silne i słabe siły jądrowe. Elektromagnetyzm jest dość dobrze rozumiany przez wiele dziesięcioleci. Ostatnio fizycy dowiedzieli się znacznie więcej o silnej sile, która wiąże elementy jąder atomowych ze sobą, i słabej sile, która rządzi radioaktywnością i fuzją wodoru (która generuje energię słońca).
elektromagnetyzm opisuje, jak cząstki oddziałują z fotonami, małymi pakietami promieniowania elektromagnetycznego., W podobny sposób słaba siła opisuje, jak dwa inne byty, cząstki W i z, oddziałują z elektronami, kwarkami, neutrinami i innymi. Istnieje jedna bardzo ważna różnica między tymi dwoma oddziaływaniami: fotony nie mają masy, podczas gdy masy W I Z są ogromne. W rzeczywistości są to jedne z najbardziej masywnych znanych cząstek.
pierwszą inklinacją jest założenie, że W i Z po prostu istnieją i oddziałują z innymi cząstkami elementarnymi. Ale ze względów matematycznych, olbrzymie masy W i Z podnoszą niespójności w modelu standardowym., Aby temu zaradzić, fizycy postulują, że musi istnieć co najmniej jedna inna cząstka – bozon Higgsa.
najprostsze teorie przewidują tylko jeden Bozon, ale inne mówią, że może być ich kilka. W rzeczywistości poszukiwanie cząstek Higgsa jest jednym z najbardziej ekscytujących badań, ponieważ może doprowadzić do zupełnie nowych odkryć w fizyce cząstek elementarnych. Niektórzy teoretycy twierdzą, że może ujawnić zupełnie nowe rodzaje silnych interakcji, a inni wierzą, że badania ujawnią nową fundamentalną symetrię fizyczną zwaną ” supersymetrią.,”
zdjęcie: CERN
naukowcy z CERN nie byli pewni, czy te zdarzenia zarejestrowane przez detektor ALEPH wskazują na obecność bozonu Higgsa. Sprawdź poniższe linki, aby uzyskać najnowsze informacje na temat wyszukiwania bozonu Higgsa.
najpierw jednak naukowcy chcą ustalić, czy bozon Higgsa istnieje. Poszukiwania trwają od ponad dziesięciu lat, zarówno w CERN ' s Large Electron Positron Collider (LEP) w Genewie, jak i w Fermilab w Illinois. Aby znaleźć cząstkę, naukowcy muszą rozbić inne cząstki razem z bardzo dużą prędkością., Jeśli energia z tego zderzenia jest wystarczająco duża, jest ona przekształcana w mniejsze kawałki materii-cząstki – z których jednym może być bozon Higgsa. Higgs będzie trwał tylko przez niewielki ułamek sekundy, a następnie rozpadnie się na inne cząstki. Aby więc stwierdzić, czy Higgs pojawił się w zderzeniu, badacze poszukują dowodów na to, w co się rozpadł.
w sierpniu 2000 fizycy pracujący w LEP CERN dostrzegli ślady cząstek, które mogą pasować do właściwego wzoru, ale dowody są wciąż niejednoznaczne., LEP został zamknięty na początku listopada 2000 r., ale poszukiwania trwają w Fermilabie w Illinois i zostaną wznowione w CERN, gdy LHC (Wielki Zderzacz Hadronów) rozpocznie eksperymenty w 2005 r.
aktualne informacje dotyczące poszukiwania bozonu Higgsa:
LHC
Fermilab
ALEPH (eksperyment LEP)
OPAL (eksperyment LEP)
L3(eksperyment LEP)
DELPHI (eksperyment LEP)