Higgs boson ทำไมมันถึงสำคัญ?

ผู้เขียน: Lewis Jackson
วันที่สร้าง: 12 พฤษภาคม 2021
วันที่อัปเดต: 2 พฤษภาคม 2024
Anonim
พื้นฐานเกี่ยวกับฮิกส์ โบซอน - แดฟ บาร์นี่ (Dave Barney) และ สตีฟ โกลด์ฟาร์บ (Steve Goldfarb)
วิดีโอ: พื้นฐานเกี่ยวกับฮิกส์ โบซอน - แดฟ บาร์นี่ (Dave Barney) และ สตีฟ โกลด์ฟาร์บ (Steve Goldfarb)

เนื้อหา

การแนะนำ

ด้วยการประกาศว่านักวิทยาศาสตร์เกือบจะค่อนข้างมั่นใจ (แต่ไม่มากนัก) ที่ได้พบสิ่งที่เรียกว่าอนุภาคฮิกส์โบซอนทำให้มีคนทั่วโลกเริ่มเปรียบเทียบกับวันพุธที่ 4 กรกฎาคมโดยมีการลงจอด ของชายบนดวงจันทร์ในปี 1969 คุณอยู่ที่ไหนในวันที่ "อนุภาคของพระเจ้า" ถูกค้นพบ? พูดตามตรงฉันนอนในวันนั้นฉันลงเอยด้วยการนั่งรถบัสและฉันค่อนข้างแน่ใจว่าฝนกำลังตก ท้ายที่สุดสำหรับพวกเราส่วนใหญ่วันที่ 4 กรกฎาคมไม่โดดเด่นในปฏิทินมันเป็นเพียงอีกวัน แต่ทำไมเราถึงต้องสนใจ Mr. Higgs 'boson? นี่คือเหตุผล ...


รูปภาพ Johannes Simon / Getty

และในวันที่สาม ...

เมื่อวันพุธที่ 4 กรกฎาคม 2555 นักวิทยาศาสตร์จากองค์การเพื่อการวิจัยนิวเคลียร์แห่งยุโรป (CERN) ในการประชุมลับที่กรุงเจนีวาประเทศสวิตเซอร์แลนด์ประกาศว่าพวกเขามั่นใจว่าพวกเขาพบอนุภาคที่เรียกไม่ได้ที่เรียกว่า Higgs - ตั้งชื่อตาม Peter Higgs เห็นได้ชัดว่าเราต้องประทับใจในความสำเร็จของเขา พวกเขายังสันนิษฐานว่าเรารู้ว่าฮิกส์คืออะไรโดยแท้จริงแล้วพวกเราส่วนใหญ่กำลังค้นหา "Higgs Boson" บน Google อย่างเมามัน ทั้งหมดที่เราเห็นมีเพียง 4% ของจักรวาลทั้งหมดในขณะที่ส่วนที่เหลือประกอบด้วยสสารมืดลึกลับ การค้นพบของฮิกส์จะยกเลิกทฤษฎีบางอย่างจะนำเราไปสู่สิ่งที่ไม่รู้จักและอธิบายว่าจักรวาลทำงานอย่างไร

Carlos Alvarez / Getty Images ความบันเทิง / Getty Images

กระดุมทองเหลือง

ดังนั้นตอนนี้คุณยังคงสงสัยว่าทำไมอนุภาคของพระเจ้านี้จึงสำคัญ ลองนึกภาพอพาร์ทเมนต์ที่เต็มไปด้วยนักดนตรีที่ต้องการในงานปาร์ตี้ พวกเขากระจายอย่างสม่ำเสมอหรือนอนแผ่กระจายไปทั่วห้องคุยกับเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุด ตอนนี้ลองนึกภาพว่านักดนตรีชื่อดัง Ronnie Wood แห่ง the Rolling Stones เข้ามาในห้อง ทันใดนั้นการกระจายตัวของนักดนตรีในห้องจะหันไปหาไม้ในขณะที่คนที่เหลือจะกลับไปยังพื้นที่ของพวกเขา เมื่อพวกเขาเข้าไปรอบ "หิน" มันจะกลายเป็นเรื่องยากสำหรับรอนนี่ที่จะย้ายผ่านห้อง เนื่องจากผู้คนจำนวนมากรอบ ๆ ร็อคสตาร์มันจึงมีมวลมากขึ้น ชนิดของอนุภาคที่มีฮิกส์โบซอน หากนักฟิสิกส์สามารถตรวจจับฮิกส์โบซอนและตรวจสอบมวลของมันได้แน่นอนการค้นพบนี้จะมีผลกระทบอย่างกว้างขวาง ...


รูปภาพ Michael Greenberg / Digital Vision / Getty

เฉลิมฉลองกับเรา

คำเดียวการหาฮิกส์จะเปลี่ยนทุกอย่าง - โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับนักวิทยาศาสตร์ Higgs boson เป็นอนุภาคเชิงทฤษฎีที่ทำนายโดยแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์ของอนุภาค - คู่มือผู้ใช้สำหรับฟิสิกส์สมัยใหม่ หากสามารถพบอนุภาคได้แบบจำลองมาตรฐานนั้นถูกต้องและนักวิทยาศาสตร์ทุกคนยินดีที่จะแสดงความยินดีซึ่งกันและกัน การค้นพบฮิกส์จะพิสูจน์ให้เห็นถึงการใช้จ่าย 6.5 พันล้านปอนด์ของ CERN ใน Large Hadron Collider เพื่อหาอนุภาคที่แน่นอน

Jupiterimages / Photos.com / Getty Images

กาวของโลก

การค้นหาอนุภาคฮิกส์คือการหากุญแจในการไขปริศนาความลึกลับของต้นกำเนิดของมวล ศาสตราจารย์แอนดี้ปาร์กเกอร์ศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์พลังงานสูงแห่งมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์อธิบายว่า: "คนส่วนใหญ่จินตนาการว่าอนุภาคของสสารเป็นเหมือนลูกบิลเลียดเล็ก ๆ ที่ติดกันในทางที่จะทำให้วัตถุแข็งที่เราเห็น สนามฮิกส์คือคำตอบของความไม่ลงรอยกันระหว่างสมการของเราและถ้าเราไม่มีมวล และสนามฮิกส์ก็เติมเต็มพื้นที่ทั้งหมดและเมื่ออนุภาคพยายามเคลื่อนที่ผ่านมันการปฏิสัมพันธ์ของพวกมันทำให้พวกมันดูเหมือนมีมวลมาก "


รูปภาพ Johannes Simon / Getty

พลังอยู่กับเขา

เอกภพมีพลังพื้นฐานสองประการคือแรงแม่เหล็กไฟฟ้าซึ่งควบคุมการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างอนุภาคที่มีประจุและกำลังอ่อนที่รับผิดชอบต่อการลดลงของกัมมันตภาพรังสีและหากพบฮิกก์โบซอนกองกำลังทั้งสองนี้จะรวมกันเป็นแรงไฟฟ้า .

Ezra Shaw / รูปภาพ Getty รูปภาพกีฬา / Getty

supersymmetry

อีกทฤษฎีที่จะได้รับผลกระทบจากการค้นพบของฮิกส์นั้นเรียกว่าซูเปอร์ymmetry ทฤษฎีบอกว่าอนุภาคแต่ละประเภทมีหนึ่งหรือมากกว่าหนึ่งส่วน - อนุภาคชนิดอื่น ๆ ที่มีคุณสมบัติเหมือนกันจำนวนมาก แต่แตกต่างกันโดยพื้นฐาน Supersymmetry นั้นน่าสนใจเพราะมันสามารถช่วยรวมพลังแห่งธรรมชาติบางอย่างเข้าไว้ด้วยกันและยังถือกุญแจสู่สสารมืดลึกลับ

รูปภาพ Michael Blann / Lifesize / Getty

กลับไปที่แล็บ

สิ่งหนึ่งที่แน่นอนคือตอนนี้การทำงานจริงเริ่มต้นขึ้น เดือนอาจเป็นปีของการศึกษาอยู่ข้างหน้าของนักวิทยาศาสตร์เพื่อยืนยันว่าอนุภาคนั้นเป็นฮิกส์โบซอน บางคนวิตกว่าเซิร์นสามารถค้นพบอนุภาคฮิกส์ในรูปแบบที่ง่ายที่สุดและไม่มีอะไรเพิ่มเติม “ ฉันมีฝันร้ายที่เซิร์นจะค้นพบฮิกส์โบซอนแล้วไม่มีอะไรอื่นอีกแล้วการค้นพบอนุภาคฮิกส์ที่ให้รางวัลอย่างที่มันฟังดูไม่ได้ให้เงื่อนงำว่าจะไปไกลกว่ารุ่นมาตรฐานได้อย่างไร” สตีเว่นไวนเบิร์กกล่าว ศาสตราจารย์วิชาฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยเท็กซัสในออสตินสหรัฐอเมริกาผู้ได้รับรางวัลโนเบลในปี 1979 สำหรับกระดาษที่ใช้คณิตศาสตร์ที่อยู่เบื้องหลังทฤษฎี Higgs