Higgs-Boson im Klartext mit Video. Welche Masse hat ein Boson?

Vor fast einem halben Jahrhundert stellte der schottische Physiker Peter Higgs eine Hypothese über die Existenz einer subatomaren Elementareinheit auf, der letzten in einer Reihe von Elementarteilchen, benannt nach dem Higgs-Boson des Wissenschaftlers.

Wie und warum sie nach dem Boson gesucht haben

Lange ließ das Teilchen die Forscher nicht los. Als letztes Glied in der modernen Theorie der Elementarteilchen sollte es helfen, das Vorhandensein von Gravitation und die Masse anderer elementarer Modelle zu erklären. Die Masse des Higgs-Bosons ist jedoch ein Rätsel geblieben, das sich genauen Berechnungen widersetzt, aber ungefähr 26 Gigaelektronenvolt oder 133 Protonen entspricht.

Die Entdeckung des Teilchens war notwendig, um die Theorie der Existenz eines bestimmten Higgs-Feldes zu untermauern, das nach den Annahmen der Physiker den gesamten Raum im Universum ausfüllt, sich innerhalb dieses Feldes befindet und aufgrund der Wechselwirkung mit ihm alles Elementarteilchen nehmen Masse an oder bleiben schwerelos.

Das mysteriöse Boson wurde am 4. Juni 2012 von Wissenschaftlern des Europäischen Zentrums für Kernforschung im Hadron Collider nach Jahrzehnten intensiver Experimente und Suchen entdeckt. Die Anlage im Wert von mehr als 6 Milliarden Dollar befand sich in einem 27 Kilometer langen unterirdischen Tunnel und besteht aus zahlreichen Ringen und Boostern.

Das Higgs-Boson in einfachen Worten: klar wie zweimal zwei

50 Jahre lang wurde dem „ephemeren” Teilchen große Bedeutung beigemessen. Seine Bedeutung wurde als so bedeutend eingestuft, dass es laut Higgs ohne Nachweis der Existenz des Bosons unmöglich war, die Theorie der Wechselwirkung anderer Elementarteilchen untereinander richtig und genau zu interpretieren. Was ist das Higgs-Boson in einfachen Worten? Der Schöpfer der Theorie neigte dazu, es als "göttliches Teilchen" zu definieren, und der Amerikaner und Nobelpreisträger Leon Lederman stimmte ihm zu.

Es gibt mehrere Hadronenbeschleuniger, aber es war der große, der an den Higgs-Experimenten teilnahm. Dieses Setup ist wirklich einzigartig.

• der Tunnel führt unter Frankreich und der Schweiz hindurch;
• die unterirdische Tiefe des Colliders variiert zwischen 50 und 175 Metern;
• mehr als 10.000 talentierte Wissenschaftler aus hundert Ländern, einschließlich Russland, nahmen an der Entwicklung teil;
• die Länge des wichtigsten Teils der Erfindung – des Hauptbeschleunigungsrings – beträgt 26258 Meter;
• das Design umfasst 4 Detektoren für die Hauptlast und 3 für die Hilfslast;
• mit dem Bau wurde 2001 begonnen, aber die ersten Projekte wurden bereits 1984 entwickelt, und es dauerte etwa 15 Jahre, bis die endgültigen Berechnungen und die Erstellung der Dokumentation abgeschlossen waren;
• eines der Hauptinstrumente – ein elektromagnetisches Kalorimeter – ist eine 6 mal 7 Meter große Wand, die aus 3300 Blöcken besteht;
• Das Gerät erhielt seinen Namen aufgrund der Fähigkeit, Hadronen – schwere Quarkteilchen – zu beschleunigen.

Der Hauptzweck des Baus der Anlage war die Bestätigung der Hypothese und die Suche nach dem Boson, aber sie wird auch benötigt, um die grundlegenden Wechselwirkungen zwischen Teilchen zu untersuchen.

Das Higgs-Boson: einfache Worte zum Komplex

Warum sonst wurde die Forschung darauf ausgerichtet, das benötigte Higgs-Boson zu finden? Mit einfachen Worten, die Theorie der Existenz von Elementarteilchen und ihrer Wechselwirkung würde es Wissenschaftlern ermöglichen, die sogenannte Urknalltheorie zu erklären, nämlich den Mechanismus der Entstehung des Universums aus einem Molekül nicht nur zu verstehen, sondern auch voranzutreiben bei der Lösung des Problems der Existenz von Antimaterie, die in eine Frage passt: „Wenn es Materie gibt, warum gibt es dann kein Gegenteil?

Zahlreiche Experimente, die am Ende von Erfolg gekrönt waren, zeigten, dass das Boson zwar existiert, aber extrem instabil ist und in Sekundenbruchteilen in mehrere stabilere Teilchen zerfällt. Aber die Wahrscheinlichkeit, dass das Higgs-Boson nur eine Fantasie ist, ist nur eins zu 3,45 Millionen.

Wie sie nach dem Higgs-Boson suchten, Video: