Miről beszélünk erről a Higgs Bosonról, és miért fontos?
Azt mondják, hogy a tanulás legjobb módja a tanítás. És ha jól csinálok, akkor talán, csak talán, az epizód végén kissé jobban megértem.
Szeretném egyértelművé tenni, hogy ez a videó azoknak szól, akiknek a szemét minden alkalommal átvillanták, amikor hallják a Higgs-boszon kifejezést. Tudod, hogy ez valamiféle részecske, Nobel-díj, tömeg, bla bla. De nem igazán kapod meg, mi az és miért fontos.
Először kezdjük a standard modelldel. Ezek alapvetően a részecskefizika törvényei, ahogy a tudósok megértik őket. Elmagyarázzák az összes ügyet és erőt, amelyet körülöttünk látunk. Nos, a legtöbb ügyben van néhány nagy rejtély, amelyeket megvitatunk majd, amikor mélyebben belejutunk ebbe.
Fontos megérteni azonban, hogy két fő kategória létezik: a fermionok és a bozonok.
A fermionok számítanak. Vannak protonok és neutronok, amelyek kvarkokból állnak, és vannak a leptonok, amelyek oszthatatlanok, mint az elektronok és a neutrinók. Velem eddig? Minden, amit meg lehet érni, ezek a fermionok.
A bozonok azok a részecskék, amelyek kommunikálják az univerzum erőit. Az egyik, amit valószínűleg ismer a foton, amely kommunikálja az elektromágneses erőt. Aztán ott van egy gluon, amely kommunikálja az erős nukleáris erőt, valamint a W és Z bozonok, amelyek kommunikálnak a gyenge atomerővel.
1. rejtély, gravitáció. Bár ez az univerzum egyik alapvető erõje, senki sem fedez fel olyan bozon-részecskét, amely kommunikálja ezt az erõt. Tehát, ha Nobel-díjat keres, keressen egy gravitációs bozonot, és ez a tied. Bizonyítsuk be, hogy a gravitációnak nincs bozonja, és Nobel-díjat is kaphat. Akárhogy is, van benne Nobel-díj.
Ismét ez a standard modell, és pontosan leírja a természet törvényeit, amint körülöttünk látjuk őket.
A fizika egyik legnagyobb megoldatlan rejtélye a tömeg fogalma volt. Miért van valamiben tömeg vagy tehetetlenség? Miért határozza meg az objektumban található fizikai „dolgok” mennyiségét, hogy milyen könnyű elmozdulni, vagy milyen nehéz megállítani?
Az 1960-as években Peter Higgs fizikus azt jósolta, hogy legyen olyan mező, amely áthatol az egész űrben, és kölcsönhatásba lép az anyaggal, olyan, mint egy víz, amely úszik a halak között. Minél tömegebb egy objektum, annál inkább kölcsönhatásba lép ezzel a Higgs-mezővel.
És csakúgy, mint a többi alapvető erő az univerzumban, a Higgsi mezőnek rendelkeznie kell egy megfelelő boszonnal az erő közvetítéséhez - ez a Higgsi boszon.
Maga a mező nem észlelhető, de ha valamilyen módon felismerné a megfelelő Higgs-részecskéket, akkor feltételezheti, hogy létezik a mező.
És itt jön be a nagy hadron-ütköző. A részecskegyorsító feladata, hogy az energiát anyaggá alakítsa az e = mc2 képlet segítségével. A részecskék - például a protonok - hatalmas sebességre gyorsításával hatalmas mennyiségű kinetikus energiát adnak nekik. Valójában a jelenlegi konfigurációjában az LHC a protonokat 0,999999991c értékre mozgatja, ami körülbelül 10 km / h lassabb, mint a fénysebesség.
Ha az ellenkező irányba mozgó részecskék gerendái összeomlanak, akkor óriási mennyiségű energiát koncentrál egy apró térbe. Ennek az energianak valahova kell mennie, így anyagként kifagy (köszönöm Einsteinnek). Minél több energiát ütközhet el, annál masszább részecskéket tud létrehozni.
Így 2013-ban az LHC lehetővé tette a fizikusok számára, hogy végre tudják erősíteni a Higgs Boson jelenlétét azáltal, hogy pontosan a megfelelő szintre állítják az ütközések energiáját, majd felismerik a részecskék kaszkádját, amely Higgs-boszonok bomlásakor fordul elő.
Mivel a megfelelő részecskéket detektálják, feltételezhető a Higgs-bozon jelenléte, és emiatt feltételezhető a Higgs-mező jelenléte. Nobel-díjak mindenkinek.
Azt mondtam, hogy van néhány rejtély maradt; a gravitáció természetesen egy volt, de van még néhány. A valóság az, hogy a fizikusok most már tudják, hogy a leírt anyag valójában csak az egész világegyetem töredéke. A kozmológusok becslése szerint az univerzum mindössze 4% -a normális barionikus anyag, amelyet ismerünk.
További 23% a sötét anyag, további 73% a sötét energia. Tehát még mindig van sok rejtély, hogy a fizikusokat évekig elfoglalják.
Így 2013-ban a Nagy Hadron Összeütköző végül előállította azt a részecskét, amelyet a fizikusok 50 évre előre jeleztek. A standard modell utolsó darabja bebizonyosodott, hogy létezik, és jobban megértjük, mi az univerzum 4% -a. A másik 96% (ó és a gravitáció) továbbra is teljes rejtély.
A fizikusok az LHC-t magasabb és magasabb szintre hajtják, más részecskék keresésére, a sötét anyag megértésére és annak mikroszkopikus fekete lyukainak létrehozására képesek. Ennek a hatalmas hangszernek még sok más tudománya van felfedésére, tehát maradj velünk.
Dióhéjban ez a Higgs Boson. Tudassa velem, vannak-e más szempontok a részecskefizikában, amelyekről szeretne beszélni. Tegye ötleteit az alábbi megjegyzésekbe.
Podcast (audio): Letöltés (időtartam: 6:17 - 5,8 MB)
Feliratkozás: Apple Podcast | Android | RSS
Podcast (videó): Letöltés (időtartam: 6:40 - 78.9 MB)
Feliratkozás: Apple Podcast | Android | RSS
