Oamenii de știință care lucrează la Large Hadron Collider (LHC), a declarat că descoperirea unei particule care corespunde parametrilor bosonul Higgs. Aceasta poate fi una dintre cele mai mari descoperiri științifice ale secolului XXI.
Care este importanța acestui element, căutarea pentru care fizicienii au petrecut mai mult de 40 de ani?
Ce este un boson Higgs?
Timp de mulți ani, această particulă exista doar în mintea fizicienilor teoreticieni. Există o ipoteză bine stabilită despre modul în care este aranjată cea mai mare parte a universului: toate particulele care formează atomii, moleculele și materia care ne înconjoară sunt cunoscute; De asemenea, forțele care conduc toate acestea sunt studiate. Această ipoteză se numește "modelul standard".
Cu toate acestea, există o lacună în această construcție teoretică: nu explică modul în care toate aceste particule dobândesc masa. În 1964, un grup de șase oameni de știință, care a inclus un fizician Peter Higgs din Edinburgh, a oferit o explicație a acestui proces, numit „mecanismul Higgs“.
Ceva despre masă
De fapt, greutatea indică cât de mult material conține orice obiect - o particulă sau o moleculă, să zicem, un câine. În absența masei tuturor particulelor elementare care formează atomii să se deplaseze cu viteza luminii și nu ar fi fost în măsură să formeze materia din univers, așa cum îl prezentăm.
În conformitate cu mecanismul Higgs, universul este străpuns de un anumit câmp - câmpul Higgs - care permite particulelor să câștige mase. Se presupune că interacțiunea cu bosoanele Higgs care apar în acest domeniu și dă elementele în mișcare o masă. Acest proces poate fi comparat cu un câmp de zăpadă, în care nu se poate merge repede, deoarece zăpada se lipeste de pantofi și împiedică mersul pe jos.
Cum au căutat bosonul Higgs?
Modelul standard nu spune cât de mult are bosonul Higgs. Cu ajutorul acceleratoarelor de particule, cum ar fi Large Hadron Collider, oamenii de știință caută această particulă printre diferitele elemente în care poate fi localizată. Acest lucru se întâmplă prin observarea ciocnirile de particule subatomice - protoni - la viteze apropie de viteza luminii. Aceste coliziuni generează o mulțime de particule mai mici, care pot fi izolate numai în acest fel.
Higgs în sine, în forma sa pură nu poate fi observat, cu toate acestea, oamenii de știință nu au abandonat incercarile lor de a găsi existența trecătoare în fluxul de particule după ciocnire la LHC. Dacă se comportă așa cum cred fizicienii, el trebuie să se destrame în componente mai mici, formând un tren, dovedind existența lui.
Când vom ști că se găsește bosonul Higgs?
Oamenii de știință care studiază particule elementare sunt mai degrabă conservatori atunci când vine vorba de a declara o descoperire importantă în întreaga lume.
Dacă aruncați moneda de zece ori și "vulturul" scade de opt ori, puteți concluziona că este cumva încărcată. Dar pentru a afirma acest lucru cu încrederea necesară în fizică pentru a recunoaște descoperirea, această monedă trebuie să fie aruncată de sute de ori.
Primul obstacol este acela de a afla masa exactă a particulei: aparent, răspunsul la această întrebare este deja aproape. Mai mult, este necesar să răspundem la următoarele întrebări: bosonul Higgs se comportă așa cum este descris în teorie? Cum interacționează cu alte elemente și cum se descompune în particule mai mici.
De fapt, aceasta este avangarda științei mondiale și, probabil, confirmarea tuturor prevederilor modelului standard nu este o chestiune de viitor.
Ce urmează?
Mulți fizicieni spun că confirmarea finală a dispozițiilor teoriei Higgs ar fi o dezamăgire pentru ei. Desigur, proiecte la scară largă, cum ar fi LHC-ul, pus în aplicare pentru a genera noi cunoștințe, precum și dovada existenței particulei în forma așa cum este descris în ipoteza, ar fi un triumf pentru înțelegerea proceselor fizice, dar în același timp, nu este la fel de interesant ca o respingere a teoriei.
Dacă nu s-ar găsi bosonul Higgs, atunci ar fi o mare surpriză și acest lucru ar putea conduce la o revoluție în domeniul științei.
Cu toate acestea, chiar dacă bosonul Higgs ocupă acel loc în Modelul Standard, despre care vorbește teoria, rămân multe întrebări importante. Această teorie descrie problema pe care o cunoaștem, dar există motive să credem că materia ocupă doar 4% din Universul studiat. Poate că explicarea naturii celorlalte componente - materia întunecată și energia întunecată - va deveni mai dificilă.
Acesta este cazul cu cubul Rubik: colectați o parte a acestuia - și dintr-o dată vă dați seama că celelalte cinci părți sunt în dezordine complet.
O altă înregistrare a fost stabilită în experiment, reproducând condițiile imediat după Big Bang. Problema creată la Colizorul de Large Hadron a fost mult mai fierbinte decât centrul Soarelui și mai densă decât adâncimile stelei neutronice.
O ipoteză este avansată care explică vitezele de neutrini superluminale care nu contravin teoriei speciale a relativității.
Tehnologiile moderne permit crearea de substanțe constând dintr-un singur strat de atomi. Dar, se pare, aceasta nu este limita. Este complet posibil să se producă materiale care constau numai din nuclee atomice.
Fizicienii au determinat forma unui electron cu o precizie care este cu multe ordine de mărime mai mare decât acuratețea tuturor măsurătorilor anterioare. Lucrarea oamenilor de știință a apărut în revista Nature, iar în scurt timp rezultatele sunt descrise într-un comunicat al Colegiului Imperial din Londra.
Fizicienii au reușit să creeze lumină din gol - și acest lucru nu este un miracol, ci doar un test al conceptelor actuale ale fizicii cuantice.
Trimiteți-le prietenilor: