Მარტივი პირობებით: ჰიგსის ბოზონი - რა არის ეს?

მარტივი პირობებით, ჰიგსის ბოზონი - ნაწილაკების არის ყველაზე ძვირადღირებული ყველა დროის. იმ შემთხვევაში, თუ აღმოჩენის ელექტრონული, მაგალითად, საკმარისი იყო ვაკუუმის მილი და წყვილი ბრწყინვალე გონება, ძიება ჰიგსის ბოზონი მოითხოვა დამყარების პილოტი ენერგია, რომელიც იშვიათად ჩანს მსოფლიოში. დიდი ადრონული კოლაიდერის არ სჭირდება დანერგვა, როგორც ერთ-ერთი ყველაზე ცნობილი და წარმატებული სამეცნიერო ექსპერიმენტი, მაგრამ მისი ნახვა ნაწილაკების, როგორც ადრე, არის მოცული საიდუმლო, რომ მოსახლეობის უმრავლესობა. იგი ეწოდა ღმერთი ნაწილაკების, თუმცა, მადლობა ძალისხმევით ფაქტიურად ათასობით მეცნიერი, ჩვენ აღარ უნდა მისი არსებობის მიანიჭა.

ბოლო უცნობი

რა არის ჰიგსის ბოზონი და რა მნიშვნელობა აქვს მისი აღმოჩენა? რატომ გახდა საგანი იმდენად ვარდების რევოლუციის და დეზინფორმაცია დაფინანსება? ორი მიზეზის გამო. პირველ რიგში, ეს იყო ბოლო გაშუქებისას ნაწილაკების საჭირო დადასტურება სტანდარტული მოდელის ფიზიკა. მისი აღმოჩენა იმას ნიშნავდა, რომ მთელი თაობა სამეცნიერო პუბლიკაციები არ ჩაუვლია. მეორე, ბოზონი აძლევს სხვა ნაწილაკების მასა, რომელიც აძლევს მას განსაკუთრებულ მნიშვნელობას და "ჯადოსნური". ჩვენ გვგონია, რომ მასობრივი როგორც შიდა თვისებები რამ, მაგრამ ფიზიკოსები სხვაგვარად აფასებენ. მარტივი პირობებით, ჰიგსის ბოზონი - ნაწილაკი, რომლის გარეშე მასების ძირითადად არ არსებობს.

სხვა სფეროში

მიზეზი იმაში მდგომარეობს, რომ ე.წ. Higgs სფეროში. უკვე აღწერილი ადრე ჰიგსის ბოზონი, ფიზიკოსები, რადგან იგი იყო გათვლილი საჭიროებებს საკუთარი თეორიების და შენიშვნები, რომელიც მოითხოვს თანდასწრებით ახალ სფეროში, ეფექტი, რომელიც იქნება გავრცელდეს მთელ სამყაროს. Reinforcements ჰიპოთეზა მიერ გამოგონება ახალი კომპონენტების სამყაროს სახიფათოა. წარსულში, მაგალითად, ეს გამოიწვია შექმნის თეორია ეთერში. მაგრამ უფრო მათემატიკური გათვლებით ხორციელდება, უფრო ფიზიკის უნდა გვესმოდეს, რომ Higgs სფეროში, უნდა არსებობდეს რეალობა. ერთადერთი პრობლემა ის იყო, რომ ნაკლებობა პრაქტიკული შესაძლებლობები აკვირდებიან მას.

სტანდარტული მოდელის ფიზიკის ელემენტარული ნაწილაკების მიღებული მასის მექანიზმი ეფუძნება არსებობა Higgs სფეროში შეაღწია ყველა სივრცეში. იგი ქმნის ჰიგსის ბოზონი, რომელიც დიდი რაოდენობით ენერგია არის საჭირო, და ეს არის მთავარი მიზეზი, რის გამოც მეცნიერები უნდა თანამედროვე ნაწილაკების ამაჩქარებლები მაღალი ენერგეტიკული ექსპერიმენტი.

სად წონა?

ძალა სუსტი ურთიერთქმედება იზრდება მანძილი მცირდება სწრაფად. მისი თქმით, ველის კვანტური თეორია, ეს ნიშნავს, რომ ნაწილაკები, რომლებიც ჩართული მისი ქმნილება - W-და Z-bosons - უნდა ჰქონდეს მასა, განსხვავებით ფოტონები და gluons, რომელიც არ მასა.

პრობლემა ისაა, რომ წვრილი თეორიები მოქმედებს მხოლოდ უმასო ელემენტებს. იმ შემთხვევაში, თუ წვრილი bosons მასობრივი, ასეთი ჰიპოთეზა არ შეიძლება გონივრულად განისაზღვრება. Higgs მექანიზმი გაურბის ამ პრობლემას შემოღების ახალი ველი, რომელსაც ეწოდება Higgs სფეროში. მაღალი ენერგიების, მასობრივი gauge bosons არ გვაქვს, და ჰიპოთეზა მუშაობს, როგორც მოსალოდნელი. დაბალი ენერგიების სფეროში არღვევს სიმეტრია, რომელიც საშუალებას იძლევა ელემენტები აქვს წონა.

რა არის ჰიგსის ბოზონი?

Higgs სფეროში წარმოშობს ნაწილაკების მოუწოდა Higgs bosons. თეორია წონა არ არის მითითებული, მაგრამ ექსპერიმენტის შედეგად დადგინდა, რომ ეს უდრის 125 GeV. მარტივი პირობებით, არსებობა ჰიგსის ბოზონი მისი საბოლოოდ დაადასტურა სტანდარტული მოდელის.

მექანიზმი სფეროში და ბოზონი სახელობის Scottish მეცნიერი პიტერ Higgs. მიუხედავად იმისა, რომ ის არ იყო პირველი შესთავაზოს კონცეფცია და, როგორც ხშირად ხდება, ფიზიკის, უბრალოდ აღმოჩნდა, მას შემდეგ, რომელთანაც ისინი დაასახელა.

symmetry breaking

იგი მიიჩნევდა, რომ ჰიგსის პასუხისმგებელია იმ ფაქტს, რომ ნაწილაკების, რომ აქვს მასა არ უნდა ფლობდა იგი. ეს არის უნივერსალური საშუალო, endowing ნაწილაკების გარეშე მასობრივი სხვადასხვა მასები. ასეთი symmetry breaking მიეკუთვნება ანალოგიით ნათელი - ყველა wavelengths in vacuo ნაბიჯი ერთი და იგივე სიჩქარით თითოეულ პრიზმაში იმავე სიგრძის შეიძლება გამოყოფილი. ეს, რა თქმა უნდა, არასწორი ანალოგია, მას შემდეგ, რაც თეთრი სინათლის მოიცავს ყველა wavelengths, მაგრამ მაგალითი გვიჩვენებს, თუ როგორ უნდა შექმნათ სფეროში წარმოდგენილია მასობრივი Higgs სიმეტრია დარღვევით. Prism არღვევს სიმეტრია სიჩქარე სხვადასხვა wavelengths სინათლე, ჰყოფს მათ, და Higgs სფეროში სჯეროდა, რომ დაარღვიოს სიმეტრია მასობრივი ზოგიერთი ნაწილაკების, რომელიც სხვაგვარად სიმეტრიულად უმასო.

როგორ ავუხსნათ მარტივ ენაზე ჰიგსის ბოზონი? სულ ახლახანს, ფიზიკოსები მიხვდა, რომ თუ ჰიგსის ველი არ არსებობს, ის მოითხოვს შესაბამისი გადამზიდავი თვისებები, რომელიც შეიძლება იყოს დაფიქსირებული. იგი მიჩნეულია, რომ ამ ნაწილაკის განიხილება bosons. Higgs მარტივი ენა - ე.წ. ძალა გადამზიდავი არის იგივე როგორც ფოტონები, რომლებიც მატარებლები ელექტრომაგნიტური ველის სამყაროს. ფოტონები გრძნობა, მისი ადგილობრივი excitations მოსწონს Higgs ადგილობრივი აღგზნების თავის სფეროში. მტკიცებულება არსებობა ნაწილაკების ფიზიკოსები მოსალოდნელია თვისებები პრაქტიკულად ექვივალენტი პირდაპირი მტკიცებულება არსებობა სფეროში.

ექსპერიმენტი

მრავალი წლის განმავლობაში დაგეგმვის დაშვებული Large Hadron Collider (LHC) გახდეს გამოცდილება, პოტენციური საკმარისი, რათა დაამტკიცოს თეორია ჰიგსის ბოზონი. 27 კმ ბეჭედი მძიმე მოვალეობა electromagnet შეიძლება დააჩქაროს ბრალი ნაწილაკების მნიშვნელოვანი ფრაქციას სინათლის სიჩქარით, რამაც შეჯახების საკმარისი ძალა ყოფს მათ კომპონენტები, და ასევე დეფორმაციას სივრცის გარშემო წერტილი გავლენა. დადგენილია, რომ როდესაც შეჯახების ენერგია საკმაოდ მაღალი დონის შეიძლება ბრალი ბოზონი ისე, რომ ეს იქნება შესვენება და ეს იქნება ჩანს. ეს ენერგია იმდენად დიდი, რომ ზოგიერთი კი პანიკაშია და წინასწარმეტყველებს ბოლოს მსოფლიოში, და სხვები გაყიდა ფანტაზია ისე, რომ აღმოჩენა ჰიგსის ბოზონი აღწერილი იყო როგორც glimpse შევიდა ალტერნატიული განზომილება.

საბოლოო დადასტურება

პირველადი დაკვირვება, როგორც ჩანს, ფაქტობრივად წამოეგო პროგნოზი და ნიშნები არ ეს არ იყო შესაძლებელი აღმოაჩინოს ნაწილაკების. ზოგი მკვლევარი, ვინც მონაწილეობა მიიღო კამპანიის ხარჯების მილიარდობით დოლარის, მაშინაც კი, გამოჩნდა ტელევიზიით და მორჩილად განაცხადა ის ფაქტი, რომ უარყოფა მეცნიერული თეორია ისეთივე მნიშვნელოვანია, როგორც ეს დადასტურდა. რამდენიმე ხნის შემდეგ, თუმცა, დაიწყო სახეს მიიღებს გაზომვა საერთო სურათი, და 2013 წლის 14 მარტს CERN ოფიციალურად გამოაცხადა დადასტურება არსებობა ნაწილაკების. არსებობს საფუძველი ვივარაუდოთ არსებობა მრავალჯერადი bosons, მაგრამ იდეა შემდგომ შესწავლას საჭიროებს.

ორი წლის შემდეგ, მას შემდეგ, რაც CERN განაცხადა აღმოჩენის ნაწილაკების, მეცნიერები მუშაობენ Large Hadron Collider, შეძლეს ადასტურებენ. ერთის მხრივ, ეს იყო დიდი გამარჯვება მეცნიერების, მეორეს მხრივ ბევრი მეცნიერები უკვე იმედგაცრუებული. თუ ვინმეს იმ იმედით, რომ ჰიგსის ბოზონი იქნება ნაწილაკების, რომელიც მიგვიყვანს უცნაური და გასაკვირი ტერიტორიების მიღმა სტანდარტული მოდელის - supersymmetry, ბნელი მატერია, ბნელი ენერგია - რომ, სამწუხაროდ, ეს ასე არ იყო.

კვლევამ, რომელიც გამოქვეყნდა ბუნება ფიზიკა, დაადასტურა, decay შევიდა ფერმიონები. სტანდარტული მოდელის ვარაუდობს, რომ, ამ მარტივი თვალსაზრისით, ჰიგსის ბოზონი არის ნაწილაკების, რომ იძლევა მასობრივი ფერმიონები მათ. CMS detector კოლაიდერი საბოლოოდ დაადასტურა მათი decay შევიდა ფერმიონები - ქვედა კვარკები და tau ლეპტონების.

Higgs მარტივი თვალსაზრისით: რა არის ეს?

ეს კვლევა საბოლოოდ დაადასტურა, რომ ჰიგსის ბოზონი იწინასწარმეტყველა მიერ სტანდარტული მოდელის ელემენტარული ნაწილაკების ფიზიკა. იგი მდებარეობს ფართობი მასობრივი ენერგია 125 GeV, არ აქვს spin და შეიძლება decay შევიდა გავურბივარ მსუბუქი ელემენტები - .. წყვილი ფოტონები, ფერმიონები და ა.შ. ამის გამო ჩვენ შეიძლება ითქვას, რომ ჰიგსის ბოზონი, უბრალო ენაზე რომ ვთქვათ, არის ნაწილაკი ვაძლევთ ბევრი ყველაფერი.

იმედგაცრუებული სტანდარტული ქცევის ახლად აღმოჩენილ ელემენტს. თუ მისი დაშლის ცოტა განსხვავებული, რომ ის უკვე ასოცირდება ფერმიონები სხვაგვარად, და მზარდ new კვლევებში. მეორეს მხრივ, ეს იმას ნიშნავს, რომ ჩვენ შეიძლება არ მოწინავე ნაბიჯი მიღმა სტანდარტული მოდელი, რომელიც არ ითვალისწინებს სიმძიმის, ბნელი ენერგია, მუქი საკითხზე და სხვა უცნაური მოვლენების რეალობა.

ჩვენ შეგვიძლია მხოლოდ სპეკულირება, რასაც ისინი უწოდებენ. ყველაზე პოპულარული თეორია Susy, სადაც ნათქვამია, რომ ყველა ნაწილაკების სტანდარტული მოდელის აქვს ძალიან მძიმე superpartner (რითაც 23% სამყაროს - მუქი საკითხზე). განახლება კოლაიდერი ერთად გაორმაგება მისი შეჯახების ენერგია 13 TeV, ალბათ, საშუალებას მისცემს აღმოჩენა ამ superparticle. წინააღმდეგ შემთხვევაში supersymmetry უნდა ველოდოთ მშენებლობა უფრო ძლიერი LHC მემკვიდრე.

სამომავლო პერსპექტივები

ასე რომ, რა იქნება ფიზიკის შემდეგ ჰიგსის ბოზონი? LHC ცოტა ხნის წინ განაახლა მნიშვნელოვანი გაუმჯობესების და ნახოს ყველაფერი - დან antimatter მუქი ენერგია. ითვლება, რომ მუქი საკითხზე ურთიერთქმედებს ნორმალური მხოლოდ თვითდინებით და შექმნის გზით, მასები, და ღირებულება ჰიგსის ბოზონი არის გასაღები გაგება, თუ როგორ მუშაობს ეს. მთავარი პრობლემა სტანდარტული მოდელის არის ის, რომ არ ანგარიშზე ეფექტი სიმძიმის - ასეთი მოდელი შეიძლება ეწოდოს დიდი ერთიანი თეორია - და გვჯერა, რომ ნაწილაკების და Higgs სფეროში შეიძლება იყოს ხიდი, რომელიც ფიზიკის ასე უიმედოდ ცდილობს იპოვოს.

არსებობა ჰიგსის ბოზონი არის დაზუსტებული, თუმცა მის სრულ გაგება ჯერ კიდევ ძალიან შორს. უარყო, თუ მომავალში ექსპერიმენტი supersymmetry და იდეა მისი გაფართოების ძალიან მუქი საკითხზე? ან ისინი ადასტურებენ, ყველაფერი, რომ პატარა დეტალი, პროგნოზები, სტანდარტული მოდელის თვისებების ჰიგსის ბოზონი ამ სფეროში კვლევა უნდა გაუქმებულიყო სამუდამოდ?