Despre ce vorbim despre acest lucru - Bosonul Higgs și de ce este important?
S-a spus că cel mai bun mod de a învăța este de a învăța. Și dacă fac asta, poate, doar poate, o voi înțelege puțin mai bine până la sfârșitul episodului.
Aș dori să fie clar că acest videoclip este pentru persoana a cărui ochi strălucesc de fiecare dată când auziți termenul bosonului Higgs. Știi că este un fel de particule, premiu Nobel, masă, bla bla. Dar nu primiți cu adevărat ce este și de ce este important.
În primul rând, să începem cu modelul standard. Acestea sunt în esență legile fizicii particulelor, așa cum le înțeleg oamenii de știință. Ele explică toată materia și forțele pe care le vedem în jurul nostru. Ei bine, în mare parte, există câteva mistere mari, despre care vom discuta pe măsură ce ne adâncim în acest sens.
Dar importantul de înțeles este că există două mari categorii: fermionii și bosonii.
Fermionii sunt materie. Există protonii și neutronii care sunt alcătuiți din quarks și există leptonii, care sunt indivizi, precum electronii și neutrinii. Cu mine până acum? Tot ceea ce poți atinge sunt aceste ferme.
Bosonii sunt particulele care comunică forțele Universului. Cel cu care cunoașteți probabil este fotonul, care comunică forța electromagnetică. Apoi, există gluonul, care comunică forța nucleară puternică și bosonii W și Z care comunică forța nucleară slabă.
Misterul numărul 1, gravitația. Deși este una dintre forțele fundamentale ale Universului, nimeni nu a descoperit o particulă de boson care comunică această forță. Deci, dacă sunteți în căutarea unui premiu Nobel, găsiți un boson gravitativ și este al vostru. Dovedește-ți că gravitația nu are boson și poți obține și un premiu Nobel. În orice caz, există un premiu Nobel pentru tine.
Din nou, acesta este Modelul Standard și descrie cu exactitate legile naturii așa cum le vedem în jurul nostru.
Unul dintre cele mai mari mistere nesoluționate în fizică a fost conceptul de masă. De ce are ceva deloc masă sau inerție? De ce cantitatea de „chestii” fizice dintr-un obiect definește cât de ușor este să te miști sau cât de greu este să-l faci să se oprească?
În anii 1960, fizicianul Peter Higgs a prezis că trebuie să existe un fel de câmp care să pătrundă tot spațiul și să interacționeze cu materia, ca un pește care înoată prin apă. Cu cât este mai mare un obiect, cu atât interacționează cu acest câmp Higgs.
La fel ca și celelalte forțe fundamentale din Univers, câmpul Higgs ar trebui să aibă un boson corespunzător pentru a comunica forța - acesta este bosonul Higgs.
Câmpul în sine este nedetectabil, dar dacă ai putea detecta cumva particulele Higgs corespunzătoare, ai putea presupune existența câmpului.
Și de aici vine colizorul de Hadroni Mari. Sarcina unui accelerator de particule este de a transforma energia în materie, prin formula e = mc2. Prin accelerarea particulelor - ca protonii - la viteze uriașe, le oferă o cantitate enormă de energie cinetică. De fapt, în configurația sa actuală, LHC mișcă protonii la 0,999999991c, care este cu aproximativ 10 km / h mai lent decât viteza luminii.
Când fascicule de particule care se deplasează în direcții opuse sunt prăbușite împreună, concentrează o cantitate enormă de energie într-un volum mic de spațiu. Această energie are nevoie undeva să plece, astfel încât să înghețe ca materie (mulțumesc Einstein). Cu cât poți să ciocnești mai multă energie, cu atât poți crea mai multe particule masive.
Și, astfel, în 2013, LHC a permis fizicienilor să poată confirma, în sfârșit, prezența Bosonului Higgs, prin reglarea energiei coliziunilor la nivelul exact corect, și apoi detectarea cascadei de particule care apar la decăderea bosonilor Higgs.
Deoarece sunt detectate particulele potrivite, puteți presupune prezența bosonului Higgs și, din această cauză, puteți asuma prezența câmpului Higgs. Premii Nobel pentru toată lumea.
Am spus că au mai rămas câteva mistere; gravitația a fost una, desigur, dar mai sunt câteva. Realitatea este că fizicienii știu acum că materia descrisă este într-adevăr doar o fracțiune a întregului Univers. Cosmologii estimează că doar 4% din Univers este materia baryonică normală cu care suntem familiarizați.
Alte 23% sunt materii întunecate, iar alte 73% sunt energie întunecată. Așadar, există încă o mulțime de mistere pentru a-i menține pe fizicieni ocupați ani de zile.
Și astfel, în 2013, Marele Colizor de Hadron a ridicat în cele din urmă particula pe care fizicienii o preziciseră de 50 de ani. Ultima piesă a modelului standard a fost în cele din urmă dovedită că există și suntem mai aproape de a înțelege care este 4% din Univers. Celelalte 96% (oh, și gravitația), sunt încă un mister total.
Fizicienii se orientează către LHC către niveluri mai mari și mai mari de energie, pentru a căuta alte particule, pentru a înțelege materia întunecată și pentru a vedea dacă pot genera găuri negre microscopice. Acest instrument puternic are multe mai multe științe de dezvăluit, așa că rămâi la curent.
Acesta este Bosonul Higgs pe scurt. Lasă-mă să știu dacă există și alte concepte în fizica particulelor despre care ai vrea să vorbești. Introduceți-vă ideile în comentariile de mai jos.
Podcast (audio): descărcare (durata: 6:17 - 5.8MB)
Abonare: Podcast-uri Apple | Android | RSS
Podcast (video): descărcare (durata: 6:40 - 78.9MB)
Abonare: Podcast-uri Apple | Android | RSS
