Про що ми все чуємо - Хіггса Бозона, і чому це важливо?
Кажуть, що найкращий спосіб вчитися - це вчити. І якщо я це зроблю правильно, можливо, просто, можливо, я зрозумію це трохи краще до кінця епізоду.
Мені хотілося б зрозуміти, що це відео призначене для людини, чиї очі засліплюють кожен раз, коли ви чуєте термін бозон Хіггса. Ви знаєте, що це якась частка, Нобелівська премія, маса, бла-бла. Але ви не розумієте, що це таке, і чому це важливо.
Спочатку почнемо зі стандартної моделі. Це по суті закони фізики частинок, оскільки вчені їх розуміють. Вони пояснюють всю справу і сили, які ми бачимо навколо себе. Ну, здебільшого, є кілька великих таємниць, про які ми поговоримо, поглиблюючись у цьому.
Але важливо зрозуміти, що існує дві основні категорії: ферміони та бозони.
Ферміони - матерія. Є протони та нейтрони, які складаються з кварків, і є лептони, які нероздільні, як електрони та нейтрино. Зі мною поки що? Все, до чого можна торкнутися, - це ферміони.
Бозони - це частинки, які передають сили Всесвіту. Напевно, вам відомий фотон, який передає електромагнітну силу. Потім є глюон, який передає сильну ядерну силу і W і Z бозони, які передають слабку ядерну силу.
Таємниця №1, сила тяжіння. Хоча це одна з основних сил Всесвіту, ніхто не виявив частинки бозона, яка передає цю силу. Тож, якщо ви шукаєте Нобелівську премію, знайдіть гравітаційний бозон, і він ваш. Доведіть, що гравітація не має бозону, і ви також можете отримати Нобелівську премію. Так чи інакше, для вас є Нобелівська премія.
Знову ж таки, це стандартна модель, і вона точно описує закони природи так, як ми їх бачимо навколо себе.
Однією з найбільших невирішених загадок фізики було поняття маси. Чому щось взагалі має масу чи інерцію? Чому кількість фізичних «речей» в об’єкті визначає, наскільки легко рухатися, або наскільки важко змусити його зупинитися?
У 1960-х фізик Пітер Хіггс передбачив, що повинно існувати якесь поле, яке пронизує весь простір і взаємодіє з речовиною, на зразок риби, що плаває через воду. Чим більша маса об’єкта, тим більше він взаємодіє з цим полем Хіггса.
І так само, як і інші основні сили у Всесвіті, поле Хіггса повинно мати відповідний бозон для передачі сили - це бозон Хіггса.
Саме поле не виявляється, але якби ви могли якось виявити відповідні частинки Хіггса, ви могли припустити існування поля.
І ось тут надходить Великий адронний колайдер. Завдання прискорювача частинок полягає в перетворенні енергії в речовину за формулою e = mc2. Прискорюючи частинки - як протони - до величезних швидкостей, вони надають їм величезну кількість кінетичної енергії. Фактично, у своїй нинішній конфігурації LHC переміщує протони до 0,999999991c, що приблизно на 10 км / год повільніше, ніж швидкість світла.
Коли пучки частинок, що рухаються в протилежних напрямках, розбиваються разом, він концентрує величезну кількість енергії в крихітному обсязі простору. Цій енергії потрібно кудись поїхати, щоб вона замерзала як матерія (дякую Ейнштейну). Чим більше енергії ви зможете зіткнутися, тим масивніші частинки ви зможете створити.
І так, у 2013 році LHC дозволив фізикам нарешті змогти підтвердити наявність Хіггса Босона, налаштувавши енергію зіткнень на точно потрібний рівень, а потім виявивши каскад частинок, що виникають при розпаді бозонів Хіггса.
Оскільки виявлені правильні частинки, ви можете припустити наявність бозона Хіггса, і через це ви можете припустити наявність поля Хіггса. Нобелівські премії для всіх.
Я сказав, що залишилося кілька загадок; сила тяжіння була одна, звичайно, але є ще кілька. Реальність така, що фізики зараз знають, що описане мною речовина - це лише частина всього Всесвіту. Космологи вважають, що лише 4% Всесвіту - це нормальна баріонова матерія, з якою ми знайомі.
Ще 23% - це темна речовина, а ще 73% - темна енергія. Тож є ще багато таємниць, які роками займають фізиків.
І так, у 2013 році Великий адронний колайдер нарешті виявив частинку, яку передбачили фізики протягом 50 років. Останній фрагмент Стандартної моделі був нарешті доведений до існування, і ми ближче до розуміння того, що таке 4% Всесвіту. Інші 96% (о, і гравітація), як і раніше, є загальною загадкою.
Фізики підтягують ЛГК до більш високих і вищих енергетичних рівнів, шукають інші частинки, розуміють темну речовину і бачать, чи можуть вони створити мікроскопічні чорні діри. Цей могутній інструмент має ще багато науки для розкриття, тому слідкуйте за новинами.
Це в словах Хіггс Босон. Дайте мені знати, чи є інші поняття з фізики частинок, про які ви хочете поговорити. Вкладіть свої ідеї в коментарі нижче.
Podcast (аудіо): Завантажити (Тривалість: 6:17 - 5.8MB)
Підписатися: Apple Podcasts | Android | RSS
Podcast (відео): Завантажити (Тривалість: 6:40 - 78,9MB)
Підписатися: Apple Podcasts | Android | RSS
