Što je to stvar o kojoj stalno slušamo - Higgs Boson, i zašto je to važno?
Rečeno je da je najbolji način da učite podučavati. A ako to učinim ispravno, možda, samo možda, to ću malo bolje razumjeti do kraja epizode.
Želio bih biti jasan da je ovaj videozapis namijenjen osobi čije oči upadaju svaki put kad čujete izraz Higgsov bozon. Znate da je to neka vrsta čestica, Nobelova nagrada, masa, bla bla. Ali vi ne shvaćate ono što je i zašto je važno.
Najprije krenimo sa Standardnim modelom. To su u osnovi zakoni fizike čestica dok ih znanstvenici razumiju. Objašnjavaju svu materiju i snage koje vidimo svuda oko nas. Pa, uglavnom, postoji nekoliko velikih misterija o kojima ćemo razgovarati čim dublje uđemo u to.
Ali važno je shvatiti da postoje dvije glavne kategorije: fermioni i bozoni.
Fermioni su materija. Postoje protoni i neutroni koji su sastavljeni od kvarkova, a tu su i leptoni, koji su nedjeljivi, poput elektrona i neutrina. Sa mnom do sada? Sve što možete dodirnuti su ovi fermioni.
Bozoni su čestice koje komuniciraju sile Svemira. Možda ste upoznati s fotonom koji komunicira o elektromagnetskoj sili. Tu je gluon koji komunicira s jakom nuklearnom silom i W i Z bozoni koji komuniciraju sa slabom nuklearnom silom.
Misterija broj 1, gravitacija. Iako je jedna od osnovnih sila Svemira, niko nije otkrio česticu bozona koja komunicira o toj sili. Ako tražite Nobelovu nagradu, pronađite gravitacijski bozon i vaš je. Dokažite da gravitacija nema bozon, a možete dobiti i Nobelovu nagradu. Bilo kako bilo, za vas je Nobelova nagrada.
Opet je to Standardni model i on precizno opisuje zakone prirode onako kako ih vidimo oko nas.
Jedna od najvećih neriješenih misterija u fizici bio je koncept mase. Zašto išta uopće ima masu ili inerciju? Zašto količina fizičke "stvari" u objektu definira koliko je lako kretati se ili koliko je teško zaustaviti ga?
U šezdesetim godinama, fizičar Peter Higgs predvidio je da mora postojati neka vrsta polja koja prožima sav prostor i interakcija je s materijom, poput ribe koja pliva kroz vodu. Što masa objekta ima više, to više djeluje s tim Higgsovim poljem.
Baš kao i druge temeljne sile u Svemiru, i Higgsovo polje trebalo bi imati odgovarajući bozon za komuniciranje sile - ovo je Higgsov bozon.
Samo polje je neodredivo, ali ako biste nekako mogli otkriti odgovarajuće Higgsove čestice, mogli biste pretpostaviti postojanje polja.
I tu dolazi veliki hadronski sudarač. Zadatak akceleratora čestica je pretvaranje energije u materiju, pomoću formule e = mc2. Ubrzavanjem čestica - poput protona - do ogromnih brzina, daju im ogromnu količinu kinetičke energije. Zapravo, u svojoj trenutnoj konfiguraciji, LHC pomiče protone na 0,999999991c, što je oko 10 km / h sporije od brzine svjetlosti.
Kada se zrake čestica koje se kreću u suprotnim smjerovima sruše zajedno, ona koncentrira ogromnu količinu energije u maleni volumen prostora. Ova energija treba negdje krenuti tako da se zamrzne kao materija (hvala Einstein). Što više energije možete sudarati, masivne čestice možete stvoriti.
I tako je 2013. LHC dopustio fizičarima da konačno mogu potvrditi prisutnost Higgsovog Bozona podešavanjem energije sudara na točno odgovarajuću razinu, a potom i otkrivanjem kaskade čestica koje nastaju kada Higgsovi bozoni propadnu.
Budući da se detektiraju prave čestice, možete pretpostaviti prisutnost Higgsovog bozona, i zbog toga možete pretpostaviti prisutnost Higgsova polja. Nobelove nagrade za sve.
Rekao sam da je ostalo nekoliko misterija; gravitacija je bila jedna, naravno, ali ima ih još nekoliko. Realnost je da fizičari sada znaju da je stvar koju sam opisao zapravo samo djelić cijelog Svemira. Kozmolozi procjenjuju da je samo 4% Svemira normalna barijenska materija koju poznajemo.
Još 23% je tamna tvar, a daljnjih 73% je tamna energija. Dakle, još uvijek ima puno misterija koje će fizikare godinama zaokupljati.
I tako je 2013. Veliki hadronski sudarač napokon pojavio česticu koju su fizičari predviđali 50 godina. Posljednji komad Standardnog modela napokon je dokazano da postoji i bliži smo razumijevanju 4% Svemira. Ostalih 96% (oh i gravitacija) još uvijek je totalna misterija.
Fizičari podižu LHC na više i veće razine energije, traže druge čestice, razumiju tamnu tvar i vide mogu li stvoriti mikroskopske crne rupe. Ovaj moćni instrument ima još mnogo znanosti za otkrivati, pa budite u toku.
To je Higgs Boson ukratko. Javite mi da li postoje drugi pojmovi iz fizike čestica o kojima želite razgovarati. Stavite svoje ideje u komentare ispod.
Podcast (zvuk): Preuzimanje (Trajanje: 6:17 - 5,8 MB)
Pretplatite se: Apple Podcasts | Android | RSS
Podcast (video): Preuzimanje (Trajanje: 6:40 - 78,9 MB)
Pretplatite se: Apple Podcasts | Android | RSS
