Higgsin bosoni selkeällä kielellä videolla. Mikä on bosonin massa?

Lähes puoli vuosisataa sitten skotlantilainen fyysikko Peter Higgs esitti hypoteesin jonkin subatomisen alkeisyksikön olemassaolosta, viimeinen alkuainehiukkasten sarjassa, joka on nimetty tiedemies Higgsin bosonin mukaan.

Miten ja miksi he etsivät bosonia

Pitkään aikaan hiukkanen ei päästänyt irti tutkijoiden mielistä. Sitä pidettiin viimeisenä linkkinä nykyaikaisen elementaaristen hiukkasten teoriassa, ja sen piti auttaa selittämään painovoiman läsnäoloa ja muiden alkeismallien massaa. Higgsin bosonin massa on kuitenkin pysynyt mysteerinä, uhmaten tarkkoja laskelmia, mutta se vastaa suunnilleen 26 gigaelektronivolttia tai 133 protonia.

Hiukkasen löytäminen oli välttämätöntä tietyn Higgsin kentän olemassaolon teorian perustelemiseksi, joka fyysikkojen oletusten mukaan täyttää kaiken maailmankaikkeuden tilan, juuri tämän kentän sisällä ja sen kanssa tapahtuvan vuorovaikutuksen vuoksi perushiukkaset saavuttavat massan tai pysyvät painottomina.

Euroopan ydintutkimuskeskuksen tutkijat löysivät salaperäisen bosonin 4. kesäkuuta 2012 Hadron Colliderin sisältä vuosikymmeniä kestäneiden intensiivisten kokeiden ja etsintöjen jälkeen. Yli 6 miljardin dollarin arvoinen asennus sijaitsi 27 kilometrin pituisessa maanalaisessa tunnelissa ja koostuu lukuisista renkaista ja vahvistimista.

Higgsin bosoni yksinkertaisesti sanottuna: kirkas kuin kaksi kertaa kaksi

50 vuoden ajan "lyhytaikaiselle" hiukkaselle annettiin suuri merkitys. Sen tärkeys määritettiin niin merkittäväksi, että Higgsin mukaan ilman bosonin olemassaolon perusteita oli mahdotonta tulkita oikein ja tarkasti teoriaa muiden alkuainehiukkasten keskinäisestä vuorovaikutuksesta. Mikä on Higgsin bosoni yksinkertaisesti sanottuna? Teorian luoja oli taipuvainen määrittelemään sen "jumalaksi hiukkaseksi", ja amerikkalainen ja Nobel-palkinnon voittaja Leon Lederman oli hänen kanssaan samaa mieltä.

Hadronitörmäyslaitteita on useita, mutta se oli suuri, joka osallistui Higgsin kokeisiin. Tämä kokoonpano on todella ainutlaatuinen.

• tunneli kulkee Ranskan ja Sveitsin ali;
• törmäyksen syvyys maan alla vaihtelee 50 – 175 metriin;
• suunnitteluun osallistui yli 10 tuhatta lahjakasta tutkijaa sadasta maasta, mukaan lukien Venäjä;
• keksinnön merkittävimmän osan pituus – pääkiihdytysrengas on 26258 metriä;
• rakenne sisältää 4 ilmaisinta pääkuormalle ja 3 lisälaitteelle;
• rakentaminen aloitettiin vuonna 2001, mutta ensimmäiset hankkeet kehitettiin jo vuonna 1984, ja lopullisten laskelmien ja dokumentaation laatiminen kesti noin 15 vuotta;
• yksi tärkeimmistä instrumenteista – sähkömagneettinen kalorimetri – on seinä, jonka mitat ovat 6 x 7 metriä ja joka koostuu 3300 lohkosta;
• Laite sai nimensä kyvystä kiihdyttää hadroneja – raskaita kvarkkihiukkasia.

Laitoksen rakentamisen päätarkoituksena oli vahvistaa hypoteesi ja etsiä bosonia, mutta sitä tarvitaan myös hiukkasten välisten perusvuorovaikutusten tutkimiseen.

Higgsin bosoni: yksinkertaisia ​​sanoja kompleksista

Miksi muuten tutkimusta suunniteltiin Higgsin bosonin löytämiseksi? Yksinkertaisesti sanottuna teoria alkuainehiukkasten olemassaolosta ja niiden vuorovaikutuksesta antaisi tutkijoille mahdollisuuden selittää niin sanotun Big Bang -teorian, nimittäin, ei vain ymmärtää maailmankaikkeuden syntymekanismia yhdestä molekyylistä, vaan myös edistää sitä. ratkaisemaan antiaineen olemassaolon ongelmaa, joka sopii yhteen kysymykseen: "jos on ainetta, niin miksi ei ole vastakohtaa?

Lukuisat kokeet, joita kruunasi lopulta menestys, paljasti, että vaikka bosoni on olemassa, se on erittäin epävakaa ja hajoaa useiksi vakaammiksi hiukkasiksi sekunnin murto-osassa. Mutta todennäköisyys, että Higgsin bosoni on vain fantasia, on vain yksi 3,45 miljoonasta.

Kuinka he etsivät Higgsin bosonia, video: