Bozon Higgsa i opowieść o żółwiach, na których stoi ziemia

zolwie na ziemi

Wielu uczonych od dawna zastanawiało się nad tym, co nadało masę cząsteczkom fizycznym. Higgs, fizyk, zaproponował istnienie ‚gęstego syropu’ kosmicznego, który miał nadać masę innym cząsteczkom. Tą cząsteczkę nazwano na jego cześć ‚Bozonem Higgsa’. Nie tak dawno ogłoszono światu, że odkryto bozon Higgsa. Z pozoru mogłoby się wydawać, że tajemnica została definitywnie rozwiązana, ale niestety pojawia się kolejne pytanie: co nadało masę i właściwości nadwania masy innym czateczkom bozonowi Higgsa?

Całą tą sytuację dobrze ilustruje poniższa anegdota:

Po wykładzie znanego profesora fizyki podchodzi do niego starsza kobieta i zadaje mu pytanie:
– Panie profesorze, a na czym stoi ziemia?

Po chwili zastanowienia profesor odpowiada kobiecie

– Na żówiu.

Kobieta drąży temat i zadaje ponowne pytanie:

-A na czym stoi ten drugi żółw?

Profesor odpowiada:

-Na innym żołwiu.

Kobieta nie rezygnuje i pyta:

-A ten drugi żółw na czym stoi?

Profesor odpowiada:

-Na jeszcze innym żółwiu.

Kobieta pyta ponownie:

-A ten inny żółw na czym stoi?

Zniecierpliwiony profesor, chcąc się pozbyć natrętnej i wnikliwej kobiety, w końcu podsumowuje swoją opowieść:

– Szanowna pani; żółwi starczy nam do samego końca.

Zobacz:

http://fizyka.net.pl/struktura/struktura_od.html

Aby objaśnić dlaczego cząstki posiadają masę Model Standardowy zakłada istnienie pewnego kwantowego pola zwanego polem Higgsa, którego kwantem jest bozon Higgsa H, zwany czasami boską cząstką. Pole to powinno przenikać cały Wszechświat. Według mechaniki kwantowej w stanie o najniższej możliwej energii, czyli tak zwanej próżni fizycznej, pole to jest niezerowe. Zatem stan próżni nie odpowiada pustej przestrzeni, ale przestrzeni wypełnionej szczególną konfiguracją pola Higgsa. Masy wszystkich cząstek biorą się z oddziaływań z polem Higgsa. Inaczej elektrony, kwarki i neutrina byłyby nieważkie jak kwanty promieniowania elektromagnetycznego czyli fotony. Aby lepiej sobie wyobrazić pole Higgsa porównuje się do gęstego syropu, który wskutek obniżenia się temperatury Wszechświata skroplił się w całej objętości niczym poranna mgła. Od tego czasu cząstki zaczęły grzęznąć, ale nie wszystkie jednakowo. Pewnym cząstkom syrop stawia większy opór, innym mniejszy, a fotony w ogóle go nie zauważają. Obecna masa cząstek jest właśnie miarą tego oporu.
Cząstka Higgsa ma bardzo dużą masę, około 130 razy większą od masy protonu i dlatego bardzo trudno ją zaobserwować lub otrzymać. Zasięg działania tych cząstek jest bardzo mały. Bozon Higgsa jest cząstką nietrwałą i o jego istnieniu możemy przekonać się tylko badając możliwe produkty rozpadu. Rysunek obok pokazuje powstanie cząstki Higgsa w wyniku zderzenia dwóch protonów. Cząstka ta natychmiast się rozpadak, przykładowo na dwa bozony pośredniczące Z, a te rozpadają się na mion i antymion.
Naukowcy od 2008 roku próbowali otrzymać bozon Higssa w akceleratorze LHC w ośrodku badawczym Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych (CERN) pod Genewą zderzając ze sobą przeciwbieżne wiążki protonów. W 2012 roku ogłoszono wyniki obserwacji, które prawie na pewno zawierają informacje o pojawieniu się cząstki Higgsa.

czastakahiggsa

Schemat zderzenia dwóch protonów, w wyniku czego powstał bozon Higgsa, który natychmiast uległ rozpadowi

Skomentuj

Please log in using one of these methods to post your comment:

Logo WordPress.com

Komentujesz korzystając z konta WordPress.com. Log Out / Zmień )

Zdjęcie z Twittera

Komentujesz korzystając z konta Twitter. Log Out / Zmień )

Facebook photo

Komentujesz korzystając z konta Facebook. Log Out / Zmień )

Google+ photo

Komentujesz korzystając z konta Google+. Log Out / Zmień )

Connecting to %s