За какво продължаваме да чуваме - Хигс Босън и защо е важно?
Казано е, че най-добрият начин да се научиш е да преподаваш. И ако направя това правилно, може би, просто може би, ще го разбера малко по-добре до края на епизода.
Бих искал да съм наясно, че този видеоклип е за човека, чиито очи оцветяват всеки път, когато чуете термина бозон на Хигс. Знаеш, че това е някаква частица, Нобелова награда, маса, бла-бла. Но всъщност не разбирате какво е и защо е важно.
Първо, нека започнем със стандартния модел. Това са по същество законите на физиката на частиците, тъй като учените ги разбират. Те обясняват цялата материя и сили, които виждаме навсякъде около нас. Е, по-голямата част от въпроса има няколко големи мистерии, които ще обсъдим, докато се задълбочим в това.
Но важното за разбиране е, че има две основни категории: фермионите и бозоните.
Фермионите са материя. Има протоните и неутроните, които са съставени от кварки, а там са лептоните, които са неделими, като електрони и неутрино. С мен досега? Всичко, до което можете да се докоснете, са тези фермиони.
Бозоните са частиците, които предават силите на Вселената. Този, който вероятно сте запознат, е фотонът, който съобщава електромагнитната сила. Тогава е глуонът, който съобщава силната ядрена сила и W и Z бозоните, които предават слабата ядрена сила.
Мистерия номер 1, гравитация. Въпреки че е една от основните сили на Вселената, никой не е открил частица бозон, която да комуникира тази сила. Така че, ако търсите Нобелова награда, намерете гравитационен бозон и той е ваш. Докажете, че гравитацията няма бозон и можете също да получите Нобелова награда. Така или иначе, за вас има Нобелова награда.
Отново това е Стандартният модел и той точно описва законите на природата, както ги виждаме около нас.
Една от най-големите неразрешени мистерии във физиката беше концепцията за масата. Защо нещо изобщо има маса или инерция? Защо количеството физически „неща“ в даден обект определя колко лесно е да се движите или колко е трудно да го спрете?
През 60-те години физикът Питър Хигс прогнозира, че трябва да има някакво поле, което да просмуква цялото пространство и да взаимодейства с материята, нещо като риба, плуваща през вода. Колкото повече маса има един обект, толкова повече той взаимодейства с това поле на Хигс.
И точно както другите основни сили във Вселената, полето на Хигс трябва да има съответен бозон, който да комуникира силата - това е богът на Хигс.
Самото поле е неоткриваемо, но ако по някакъв начин бихте могли да откриете съответните частици на Хигс, бихте могли да предположите съществуването на полето.
И тук идва Големият адронен сблъсък. Задачата на ускорителя на частици е да преобразува енергия в материя, по формулата e = mc2. Ускорявайки частици - като протони - до огромни скорости, те им дават огромно количество кинетична енергия. Всъщност в сегашната си конфигурация LHC придвижва протоните до 0,999999991c, което е с около 10 km / h по-бавно от скоростта на светлината.
Когато лъчите от частици, движещи се в противоположни посоки, се разбиват заедно, той концентрира огромно количество енергия в малък обем пространство. Тази енергия трябва някъде да отиде, така че да замръзне като материя (благодаря на Айнщайн). Колкото повече енергия можете да се сблъскате, толкова по-масивни частици можете да създадете.
И така, през 2013 г. LHC позволи на физиците най-накрая да успеят да потвърдят присъствието на Хигс Босон, като настроят енергията на сблъсъците до точно правилното ниво и след това открият каскадата от частици, които се появяват при разпадането на бозоните на Хигс.
Тъй като са открити правилните частици, можете да предположите наличието на Хигс бозона и поради това можете да предположите наличието на полето на Хигс. Нобелови награди за всички.
Казах, че са останали няколко мистерии; гравитацията беше една, разбира се, но има още няколко. Реалността е, че физиците сега знаят, че материята, която описах, наистина е само частица от цялата Вселена. Космолозите смятат, че само 4% от Вселената е нормалната барионна материя, с която сме запознати.
Други 23% са тъмна материя, а други 73% са тъмна енергия. Така че все още има много загадки, които да задържат физиците години наред.
И така, през 2013 г. Големият адронен сблъсък най-накрая откри частицата, която физиците предвиждаха за 50 години. Последното парче от Стандартния модел най-накрая е доказано, че съществува и ние сме по-близо до разбирането какви са 4% от Вселената. Останалите 96% (о, и гравитация) все още са пълна загадка.
Физиците карат LHC към по-високи и по-високи нива на енергия, за да търсят други частици, да разберат тъмната материя и да видят дали те могат да генерират микроскопични черни дупки. Този мощен инструмент има много повече наука за разкриване, така че бъдете в течение.
Накратко това е Хигс Босън. Кажете ми дали има други понятия във физиката на частиците, за които бихте искали да говорите. Поставете идеите си в коментарите по-долу.
Podcast (аудио): Изтегляне (Продължителност: 6:17 - 5.8MB)
Абонирайте се: Apple Podcasts | Android | RSS
Podcast (видео): Изтегляне (Продължителност: 6:40 - 78.9MB)
Абонирайте се: Apple Podcasts | Android | RSS
