Apie ką mes nuolat girdime - Higso Bosonas, ir kodėl jis yra svarbus?
Buvo sakoma, kad geriausias būdas mokytis yra mokyti. Ir jei aš padarysiu tai teisingai, galbūt, galbūt, aš šiek tiek geriau suprasiu jį epizodo pabaigoje.
Norėčiau aiškiai pasakyti, kad šis vaizdo įrašas skirtas žmogui, kurio akys stiklėja kiekvieną kartą, kai išgirsti terminą Higso bozonas. Jūs žinote, kad tai yra kažkokios dalelės, Nobelio premija, masė, bla bla. Bet jūs tikrai nesuprantate, kas tai yra ir kodėl tai svarbu.
Pirmiausia pradėkime nuo standartinio modelio. Tai iš esmės yra dalelių fizikos dėsniai, nes juos supranta mokslininkai. Jie paaiškina visus reikalus ir jėgas, kuriuos matome aplinkui. Na, svarbiausia yra keletas didelių paslapčių, kurias aptarsime gilindamiesi į tai.
Tačiau svarbu suprasti, kad yra dvi pagrindinės kategorijos: fermionai ir bozonai.
Fermionai yra materija. Yra protonų ir neutronų, kuriuos sudaro kvarkai, ir yra nedalomų leptonų, tokių kaip elektronai ir neutrinai. Su manimi iki šiol? Viskas, ką galite paliesti, yra šie fermionai.
Bosonai yra dalelės, jungiančios Visatos jėgas. Su tikriausiai pažįstamu yra fotonas, kuris perduoda elektromagnetinę jėgą. Tada yra glonas, perduodantis stiprią branduolinę jėgą, ir W ir Z bozonai, perduodantys silpną branduolinę jėgą.
Paslaptis numeris 1, sunkumas. Nors tai yra viena iš pagrindinių Visatos jėgų, niekas dar nesurado bosono dalelių, kurios perduoda šią jėgą. Taigi, jei jūs ieškote Nobelio premijos, raskite sunkio bozoną ir jis yra jūsų. Įrodykite, kad gravitacija neturi bokso, ir jūs taip pat galite gauti Nobelio premiją. Bet kuriuo atveju jums tai yra Nobelio premija.
Vėlgi, tai yra standartinis modelis ir jis tiksliai nusako gamtos dėsnius, kokius juos matome aplinkui.
Viena didžiausių neišspręstų paslapčių fizikoje buvo masės samprata. Kodėl kažkas iš viso turi masę ar inerciją? Kodėl fizinis „daiktų“ kiekis objekte nusako, kaip lengva judėti ar kaip sunku jį sustabdyti?
Septintajame dešimtmetyje fizikas Peteris Higgsas numatė, kad turi būti kažkoks laukas, kuris prasiskverbia į visą erdvę ir sąveikauja su materija, tarsi žuvis, plaukianti per vandenį. Kuo daugiau masės turi objektas, tuo labiau jis sąveikauja su šiuo Higso lauku.
Ir kaip ir kitos pagrindinės jėgos Visatoje, Higso laukas turėtų turėti atitinkamą bozoną, kuris perteiktų jėgą - tai yra Higso bozonas.
Pats laukas yra neaptinkamas, tačiau jei galėtumėte kažkaip aptikti atitinkamas Higso daleles, galėtumėte manyti, kad laukas egzistuoja.
Štai čia įsijungia didysis hadronų kollideris. Dalelių greitintuvo užduotis yra paversti energiją materija, naudojant formulę e = mc2. Pagreitindami daleles, pavyzdžiui, protonus, dideliais greičiais, jie suteikia joms nepaprastai daug kinetinės energijos. Tiesą sakant, dabartinėje konfigūracijoje LHC protonus perkelia į 0.999999991c, tai yra maždaug 10 km / h lėčiau nei šviesos greitis.
Kai dalelių, einančių priešingomis kryptimis, pluoštai sudužo kartu, jis sukoncentruoja didžiulį energijos kiekį mažame erdvės plote. Šiai energijai reikia kažkur eiti, todėl ji užšaldo kaip materija (ačiū Einšteinui). Kuo daugiau energijos galėsite susidurti, tuo masyvesnes daleles galėsite sukurti.
Taigi, 2013 m. LHC fizikams leido pagaliau patvirtinti Higso Bosono buvimą, suderindami susidūrimų energiją iki reikiamo lygio ir tada aptikdami dalelių kaskadą, kuri atsiranda, kai Higso bozonai suyra.
Kadangi aptinkamos teisingos dalelės, galite manyti, kad yra Higso bozonas, ir dėl to galite manyti, kad yra Higso laukas. Nobelio premijos visiems.
Aš sakiau, kad liko kelios paslaptys; gravitacija, žinoma, buvo viena, tačiau yra dar keletas. Realybė yra tokia, kad fizikai dabar žino, kad mano aprašytas dalykas yra tik maža dalis visos Visatos. Kosmologų vertinimu, tik 4% Visatos yra normali baryoninė medžiaga, su kuria esame susipažinę.
Dar 23% yra tamsiosios medžiagos, o dar 73% - tamsiosios energijos. Taigi vis dar yra daugybė paslapčių, kad fizikai būtų užsiėmę metų metus.
Taigi 2013 m. Didysis hadronų susidūrėjas pagaliau pavertė dalelę, kurią fizikai numatė 50 metų. Pagaliau buvo įrodyta, kad paskutinis standartinio modelio kūrinys egzistuoja, ir mes arčiau supratimo, kas yra 4% Visatos. Kiti 96% (o ir sunkumas) vis dar yra visiška paslaptis.
Fizikai verčia LHC kelti aukštesniam ir aukštesniam energijos lygiui, ieškoti kitų dalelių, suprasti tamsiąją medžiagą ir sužinoti, ar jos gali sukurti mikroskopines juodąsias skyles. Šis galingas instrumentas turi dar daug mokslo, kurį reikia atskleisti, todėl stebėkite.
Trumpai tariant, tai yra Higso Bosonas. Praneškite man, ar dalelių fizikoje yra ir kitų sąvokų, apie kurias norėtumėte kalbėti. Pateikite savo idėjas žemiau esančiuose komentaruose.
„Podcast“ (garso įrašas): atsisiųskite (trukmė: 6:17–5,8 MB)
Prenumeruokite: „Apple“ transliacijos | „Android“ | RSS
„Podcast“ (vaizdo įrašas): atsisiųsti (trukmė: 6:40 - 78,9 MB)
Prenumeruokite: „Apple“ transliacijos | „Android“ | RSS
