An tèm senp: Higgs bozon a - sa ki sa li ye?

An tèm senp, Higgs bozon a - patikil la se pi chè a nan tout tan. Si dekouvèt la nan elèktron a, pou egzanp, te ase tib vakyòm ak yon pè nan lespri briyan, rechèch la pou bozon a Higgs mande etablisman an nan yon enèji pilòt ki raman wè nan mond lan. Gwo adron collide a bezwen pa gen entwodiksyon kòm youn nan eksperyans yo pi popilè ak siksè syantifik, men patikil pwofil l 'yo, tankou anvan, se kache nan mistè pou majorite a nan popilasyon an. Li te rele Bondye patikil, sepandan, gras a efò yo nan literalman dè milye de syantis, nou ta dwe pa gen okenn ankò pran egzistans li pou yo akòde.

Dènye unknown

Ki sa ki se bozon a Higgs ak sa ki enpòtans ki genyen nan dekouvèt l '? Poukisa li te vin sijè a nan anpil battage ak finansman move enfòmasyon? Pou de rezon. Premyerman, li te dènye patikil la enkoni nesesè pou konfimasyon pou ki gen konpòtman egzanplè nan Standard nan fizik. dekouvèt li vle di ke yon jenerasyon antye nan piblikasyon syantifik pa te pou gremesi. Dezyèmman, bozon a bay lòt patikil mas yo, ki bay li yon siyifikasyon espesyal ak yon "majik". Nou gen tandans panse a mas kòm pwopriyete yo domestik nan bagay, men fizisyen kwè otreman. An tèm senp, Higgs bozon a - yon patikil, san yo pa ki mas yo fondamantalman pa egziste.

Yon lòt jaden

Rezon ki fè la manti nan sa yo rele jaden an HIGGS. Li te dekri anvan pou bozon a Higgs, fizisyen paske li te kalkile pou bezwen yo nan teyori pwòp yo, epi obsèvasyon, ki egzije prezans nan yon jaden nouvo, efè a nan ki ta dwe pwolonje nan linivè a tout antye. Ranfòsman ipotèz pa envansyon nan eleman nouvo nan linivè a se danjere. Nan tan lontan an, pou egzanp, sa a gen mennen nan kreyasyon an teyori a nan Etè. Men, kalkil yo ki pi plis matematik fèt, fizik yo ki pi plis ke ou konprann ke jaden an HIGGS, yo dwe egziste nan reyalite. Pwoblèm nan sèlman te mank de opòtinite pratik nan obsève li.

Nan modèl la estanda fizik patikil elemantè mas la jwenn nan yon mekanis ki baze sou egzistans lan nan HIGGS jaden anvai tout espas. Li kreye yon bozon Higgs, pou ki se yon gwo kantite enèji ki nesesè, e sa se rezon prensipal poukisa syantis bezwen accélérateurs patikil modèn pou eksperyans gwo enèji.

Ki kapab pwa a?

Fòs la nan entèraksyon an fèb nikleyè ak ogmante distans diminye rapidman. Dapre teyori jaden pwopòsyon, sa vle di patikil yo, ki fè yo patisipe nan kreyasyon li yo - fòm w- lan ak Z-bozon - dwe gen mas, kontrèman ak foton ak gluons, ki pa gen okenn mas.

Pwoblèm lan se ke kalib teyori opere sèlman eleman massless. Si bozon yo kalib gen mas, tankou yon ipotèz pa ka rezonab detèmine. Higgs mekanis evite pwoblèm sa a pa entwodwi yon jaden nouvo, ki rele jaden an HIGGS. Nan enèji segondè, mas la nan bozon kalib pa gen, ak ipotèz la travay kòm espere. Nan enèji ki ba jaden entewonp simetri a ki pèmèt eleman yo gen yon pwa.

Ki sa ki se Higgs bozon a?

HIGGS jaden jenere patikil rele Higgs bozon. Teyori nan pwa se pa sa espesifye, men rezilta a nan eksperyans la li te detèmine ke li se egal a 125 GeV. An tèm senp, egzistans lan nan HIGGS bozon a li finalman konfime ki gen konpòtman egzanplè nan Standard.

yo Jaden an mekanis ak bozon rele apre Scottish syantis Pyè HIGGS. Malgre ke li pa t 'premye moun ki pwopoze konsèp la, epi, kòm souvan k ap pase nan fizik, tou senpleman vire soti nan ka, apre yo fin ki moun yo te yo te rele.

simetri kraze

Li te kwè ke Higgs a ki responsab pou lefèt ke patikil yo ki gen yon mas pa ta dwe posede pa li. Li se mwayen an inivèsèl, dote patikil san yo pa mas nan mas diferan. Sa yo simetri kraze atribiye pa analoji ak limyè a - tout longèdonn nan mouvman vakwo nan vitès la menm nan chak prism longèdonn menm ka resevwa lajan. Sa a, nan kou, kòrèk analoji, depi limyè blan gen ladan tout longèdonn, men egzanp lan montre ki jan yo kreye yon jaden reprezante Higgs mas simetri a vyolasyon. Prism kraze simetri a nan vitès nan longèdonn diferan nan limyè, separe yo, epi li se Higgs jaden kwè yo kraze simetri a nan mas nan kèk patikil ki otreman simetri massless.

Ki jan yo eksplike nan lang senp Higgs bozon a? Se sèlman dènyèman, fizisyen reyalize ke si jaden an HIGGS egziste, li pral mande pou yon konpayi asirans ki apwopriye ak pwopriyete ki ka obsève. Li te sipoze ke se patikil sa a trete nan bozon. Higgs senp lang - fòs la sa yo rele nan konpayi asirans lan se menm jan ak foton yo, ki se transpòtè yo nan jaden an elektwomayetik nan linivè la. Foton nan yon sans, se èksitasyon lokal li yo tankou Higgs se eksitasyon lokal nan jaden li yo. Prèv la nan egzistans nan yon fizisyen patikil ak atann pwopriyete te nòmalman ekivalan a yon prèv dirèk nan egzistans la nan yon jaden.

eksperyans

Anpil ane nan planifikasyon pèmèt Gwo adron collide a (LHC) yo vin yon eksperyans, yon potansyèl ase infirmé teyori a nan bozon a Higgs. ka 27 km bag devwa lou elektwo akselere chaje patikil nan yon fraksyon siyifikatif nan vitès la nan limyè, sa ki lakòz yon kolizyon nan ase fòs, fann li de yo nan konpozan, epi tou li gate espas ki la alantou pwen an nan enpak. Li se estime ke lè ka enèji a kolizyon ase wo nivo pou peye bozon konsa ke li pral kraze epi li pral vizib. enèji Sa a te tèlman gwo ke kèk menm panik ak prevwa nan fen mond lan, ak lòt moun vann fantezi a pou ke te dekouvèt la nan bozon a Higgs dekri tankou yon aperçu nan yon dimansyon altène.

konfimasyon final

obsèvasyon Inisyal, li te sanble, an reyalite defye prediksyon, e pa gen siy li pa te posib yo detekte patikil. Gen kèk chèchè ki te patisipe nan kanpay la pou depans nan dè milya de dola, menm parèt sou televizyon ak meekly deklare reyalite ki refute la nan yon teyori syantifik se jis enpòtan menm jan li konfime. Apre yon ti tan, sepandan, yo te kòmanse pran fòm nan mezi a nan foto a an jeneral, ak 14 mas 2013 nonmen ofisyèlman anonse konfimasyon an nan egzistans la nan patikil la. Gen yon rezon ki fè asime egzistans lan nan bozon miltip, men lide a bezwen plis etid.

De ane pita, apre yo fin nonmen an te anonse dekouvèt la nan patikil la, syantis yo ap travay sou Gwo adron collide la, yo te kapab konfime sa. Sou yon bò, li te yon viktwa gwo pou syans, sou lòt men an syantis anpil yo te wont. Si yon moun te espere ki Higgs bozon a ta dwe yon patikil ki ap mennen nan zòn etranj yo ak etone pi lwen pase ki gen konpòtman egzanplè nan Standard - supèrsimetri, pwoblèm fè nwa, enèji fè nwa - ki, malerezman, li pa t 'konsa.

Etid la, pibliye nan Lanati Fizik, te konfime ke pouri anba tè nan fèrmyon. Modèl la estanda predi ke, an tèm senp, Higgs bozon a se patikil la ki bay mas nan fèrmyon yo. CMS detektè Collider finalman konfime pouri anba tè yo nan fèrmyon - kark anba ak lèpton tau.

Higgs tèm senp: sa ki sa li ye?

Etid sa a final pwouve ke li se Higgs bozon yo prevwa pa ki gen konpòtman egzanplè nan Standard nan fizik patikil elemantè. Li sitye nan zòn nan nan mas-enèji a nan 125 GeV, pa gen okenn vire, e yo ka dekonpoze nan yon plusieurs nan eleman limyè - .. nan pè foton, fèrmyon, elatriye Se poutèt sa nou ka di ke konfyans Higgs bozon a, yon senp ak lang pale, se yon patikil bay yon anpil nan tout bagay.

Wont nan men konpòtman an estanda nan yon eleman ki fèk dekouvri. Si efondreman li yo yon ti jan diferan, li ta yo te asosye ak fèrmyon otreman, ak monte nan nouvo zòn nan rechèch. Nan lòt men an, sa vle di nou pa gen dwa te avanse yon etap pi lwen pase modèl la estanda, ki pa kont pou gravite a, enèji nwa, pwoblèm fè nwa ak lòt fenomèn ra nan reyalite.

Nou kapab sèlman espekile sou sa yo ap rele. Susy nan teyori ki pi popilè, ki eta yo ki chak patikil nan ki gen konpòtman egzanplè nan Standard gen yon superpartner trè lou (konsa fè 23% nan linivè a - pwoblèm fè nwa). Mete ajou Collider ak yon double nan enèji kolizyon li yo nan 13 TeV, pwobableman, pral pèmèt yo dekouvri sa yo superparticle. Sinon supèrsimetri oblije rete tann pou konstriksyon an nan yon siksesè plis pouvwa anpil LHC.

kandida pwochen

Se konsa, ki sa yo pral fizik yo apre Higgs bozon? LHC dènyèman reouvri ak amelyorasyon enpòtan ak se kapab wè tout bagay - soti nan antimatyèr nan enèji fè nwa. Yo kwè ke pwoblèm fè nwa reyaji ak nòmal sèlman pa gravite ak nan kreyasyon an mas yo, ak valè a nan bozon a Higgs se yon kle nan konprann ki jan sa a travay. Dezavantaj nan prensipal nan ki gen konpòtman egzanplè nan Standard se ke li pa ka kont pou efè a nan gravite - te kapab tankou yon modèl dwe rele Great teyori a inifye - ak kèk kwè ke patikil la ak jaden an HIGGS kapab pon an ki fizik se konsa dezespereman ap eseye jwenn.

se egzistans lan nan bozon a Higgs konfime, men anvan plen konpreyansyon li yo se toujou trè byen lwen yo. Demanti si eksperyans lavni supèrsimetri ak lide a nan ekspansyon li nan pwoblèm nan trè nwa? Oswa yo pral konfime tout bagay sa yo detay ki pi piti, prediksyon yo nan modèl la estanda nan pwopriyete yo nan bozon a Higgs ak zòn sa a nan rechèch yo pral fè lwen ak pou tout tan?