Дізнайтеся простими словами про те, що таке Бозон Хіггса та якими є основні характеристики цією елементарної частинки й чому знання про неї так важливе.
Що таке бозон Хіггса (божественна частинка)?
Бозон Хіггса – це субатомна частинка, яку було відкрито у 2012 році на Великому адронному колайдері (ВАК), розташованому в ЦЕРНі, Європейській організації ядерних досліджень. Він названий на честь фізика Пітера Хіггса, який разом з кількома іншими вченими припустив його існування в 1960-х роках.
Що таке квантова фізика – простими словами?
Бозон Хіггса – це фундаментальна частинка, пов’язана з полем Хіггса, полем, яке пронизує весь Всесвіт і надає масу іншим фундаментальним частинкам, таким як електрони та кварки. Маса частинки визначає, наскільки сильно вона чинить опір зміні своєї швидкості або положення, коли на неї діє сила. Не всі фундаментальні частинки мають масу. Наприклад, фотон, який є частинкою світла і переносить електромагнітну силу, взагалі не має маси.
Бозон Хіггса був запропонований у 1964 році Пітером Хіггсом, Франсуа Енглертом та чотирма іншими теоретиками, щоб пояснити, чому певні частинки мають масу.
Бозон Хіггса часто називають “частинкою Бога”, оскільки вважається, що саме він спричинив “Великий вибух”, який створив наш всесвіт багато років тому.
Вчені підтвердили його існування у 2012 році за допомогою експериментів ATLAS та CMS на Великому адронному колайдері (ВАК) у ЦЕРНі в Швейцарії. Це відкриття призвело до присудження Хіггсу та Енглерту Нобелівської премії з фізики 2013 року. Відкриття бозона Хіггса було важливим, оскільки воно підтвердило існування поля Хіггса і надало експериментальні докази механізму, за допомогою якого частинки набувають маси.
Воно також заповнило прогалину в Стандартній моделі, яка успішно описує поведінку більшості відомих частинок, але спочатку не мала експериментального підтвердження механізму Хіггса.
Бозон Хіггса – надзвичайно короткоживуча частинка з масою близько 125 гігаелектронвольт (Гев). Він швидко розпадається на інші частинки, що робить його пряме виявлення складним. Вчені з ВАК використовували зіткнення частинок високої енергії для створення бозона Хіггса і спостерігали за продуктами його розпаду, щоб підтвердити його існування.
Чому Бозон Хіггса – це “частка Бога”?
Зараз вчені вивчають характерні властивості бозона Хіггса, щоб визначити, чи точно він відповідає передбаченням Стандартної моделі фізики елементарних частинок. Якщо бозон Хіггса відхиляється від моделі, це може дати ключ до нових частинок, які взаємодіють з іншими частинками Стандартної моделі лише через бозон Хіггса, і таким чином призвести до нових наукових відкриттів.
Факти про бозон Хіггса
- Бозон Хіггса отримує свою масу так само, як і інші частинки – від власної взаємодії з полем Хіггса.
- Бозонів Хіггса може бути більше одного. Одна теоретична модель нової фізики передбачає п’ять бозонів Хіггса.
- Хоча бозон Хіггса надає масу кваркам, з яких складається протон, він відповідає за надання протону лише близько 10% його маси. Решта 90% маси протона походить від складних взаємодій кварків і сильної ядерної взаємодії.
- Оскільки бозон Хіггса відіграє роль у створенні маси інших частинок, а також той факт, що темну матерію можна виявити насамперед через її масу, бозон Хіггса може бути унікальним порталом для пошуку ознак темної матерії.
Великий андронний колайдер: Внесок у дослідження бозона Хіггса
Великий андронний колайдер (ВАК) – це колайдер частинок найвищих енергій у світі. Наразі це єдине місце, де вчені можуть створювати та вивчати бозони Хіггса. Науковий відділ Міністерства енергетики США (DOE) надав важливі магніти для прискорювача, які допомогли побудувати ВАК.
ВАК містить чотири великі експериментальні детектори частинок. Ці експерименти проводять точні вимірювання властивостей бозона Хіггса, щоб визначити, чи відповідає він передбаченням Стандартної моделі, чи пропонує ключі до нової фізики, досліджують нові частинки та їхню взаємодію, а також визначають нову фізику темної матерії.
Джерело: https://scitechdaily.com/