מה הדבר הזה שאנחנו ממשיכים לשמוע עליו - היגס בוסון, ולמה זה חשוב?
נאמר שהדרך הטובה ביותר ללמוד היא ללמד. ואם אעשה זאת נכון, אולי, רק אולי, אני אבין את זה קצת יותר טוב בסוף הפרק.
ברצוני להיות ברור שהסרטון הזה מיועד לאדם שעיניו זורחות בכל פעם שאתה שומע את המונח היגס בוסון. אתה יודע שזה סוג של חלקיק, פרס נובל, המוני, בלה בלה. אבל אתה לא ממש מבין מה זה ולמה זה חשוב.
ראשית, נתחיל בדגם הסטנדרטי. אלה הם למעשה החוקים של פיזיקת החלקיקים כפי שמדענים מבינים אותם. הם מסבירים את כל העניין והכוחות שאנו רואים סביבנו. ובכן, רוב העניין, יש כמה תעלומות גדולות, בהן נעסוק ככל שנעמיק בזה.
אבל הדבר החשוב להבין הוא שיש שתי קטגוריות עיקריות: הפרמיונים והבוזונים.
תאים הם עניין. יש את הפרוטונים והנויטרונים המורכבים מקווארקים, ויש את הלפטונים, שאינם ניתנים לחלוקה, כמו אלקטרונים ונייטרינים. איתי עד כה? כל מה שתוכלו לגעת בו הם הפרמיונים האלה.
הבוזונים הם החלקיקים המעבירים את כוחות היקום. זה שאתה בטח מכיר הוא הפוטון, שמעביר את הכוח האלקטרומגנטי. ואז יש את הגלון שמעביר את הכוח הגרעיני החזק ובוסוני ה- W ו- Z שמעבירים את הכוח הגרעיני החלש.
תעלומה מספר 1, כוח המשיכה. למרות שזה אחד הכוחות הבסיסיים של היקום, איש לא גילה חלקיק בוזון שמעביר את הכוח הזה. אז אם אתה מחפש פרס נובל, מצא בוסון בכבידה וזה שלך. תוכיח כי לכוח המשיכה אין בוזון, ותוכל גם לקבל פרס נובל. כך או כך, יש בזה פרס נובל עבורך.
שוב, זהו המודל הסטנדרטי, והוא מתאר במדויק את חוקי הטבע כפי שאנו רואים אותם סביבנו.
אחת התעלומות הגדולות והלא פתורות בפיזיקה הייתה מושג המסה. מדוע למשהו בכלל יש מסה או אינרציה? מדוע כמות ה"חומר "הפיזי באובייקט מגדירה כמה קל לעבור דירה, או כמה קשה לגרום לו להפסיק?
בשנות השישים, הפיזיקאי פיטר היגס חזה שחייב להיות איזשהו שדה המחלחל לכלל המרחב ומתקשר עם חומר, בדומה לדג ששוחה במים. ככל שיש לאובייקט יותר מסה, כך הוא מתקשר יותר עם שדה היגס זה.
ובדומה לכוחות היסוד האחרים ביקום, על שדה היגס להיות בעל בוזון מקביל בכדי לתקשר את הכוח - זהו בוסון היגס.
השדה עצמו אינו ניתן לגילוי, אך אם הייתם יכולים איכשהו לאתר את חלקיקי ההיגס המתאימים, תוכלו להניח את קיומו של השדה.
וכאן נכנס ה- Great Hadron Collider. תפקידו של מאיץ החלקיקים הוא להמיר אנרגיה לחומר, באמצעות הנוסחה e = mc2. על ידי האצת חלקיקים - כמו פרוטונים - למהירויות אדירות, הם נותנים להם כמות עצומה של אנרגיה קינטית. למעשה, בתצורה הנוכחית שלה, LHC מעביר פרוטונים לרמה של 0.999999991c, שהוא כ 10 קמ"ש איטי יותר מהירות האור.
כאשר קרני חלקיקים הנעים בכיוונים מנוגדים מתרסקים זה לזה, היא מרכזת כמות עצומה של אנרגיה לנפח שטח זעיר. האנרגיה הזו צריכה לאן ללכת כדי שהיא קופאת כחומר (תודה איינשטיין). ככל שתוכלו להתנגש יותר אנרגיה, תוכלו ליצור חלקיקים מסיביים יותר.
וכך, בשנת 2013, ה- LHC איפשר לפיסיקאים סוף סוף להיות מסוגלים לאשר את נוכחותו של היגס בוסון על ידי כוונון האנרגיה של ההתנגשויות לרמה הנכונה בדיוק ואז לאתר את מפל החלקיקים המתרחשים כאשר הבוזונים של היגס מתפוררים.
מכיוון שהחלקיקים הנכונים מתגלים, אתה יכול להניח את נוכחותו של בוזון היגס, ובגלל זה אתה יכול להניח את נוכחותו של שדה היגס. פרסי נובל לכולם.
אמרתי שנשארו כמה תעלומות; כוח המשיכה היה כמובן אחד, אבל יש עוד כמה. המציאות היא שהפיזיקאים יודעים כעת שהעניין שתיארתי הוא רק חלק קטן מהיקום כולו. קוסמולוגים מעריכים שרק 4% מהיקום הוא העניין הבאריוני הרגיל שאנחנו מכירים.
23% נוספים הם חומר אפל, ו 73% נוספים הם אנרגיה אפלה. אז עדיין יש המון תעלומות כדי להעסיק את הפיזיקאים במשך שנים.
וכך, בשנת 2013, סוף סוף העלה קדריידר הגדול הגדול את החלקיק אותו חזה הפיזיקאים במשך 50 שנה. סוף סוף הוכח כי היצירה האחרונה של המודל הסטנדרטי קיימת, ואנחנו קרובים יותר להבין מהי 4% מהיקום. 96% האחרים (הו, וכוח המשיכה), הם עדיין בגדר תעלומה מוחלטת.
פיזיקאים מכניסים את ה- LHC לרמות אנרגיה גבוהות וגבוהות יותר, כדי לחפש חלקיקים אחרים, להבין חומר אפל ולראות אם הם יכולים לייצר חורים שחורים מיקרוסקופיים. בכלי אדיר זה יש עוד הרבה מדעים לחשוף, אז הישארו מעודכן.
זה קצה המזלג של היגס בוסון. תן לי לדעת אם יש מושגים אחרים בפיזיקת החלקיקים שתרצה לדבר עליהם. הכנס את הרעיונות שלך לתגובות למטה.
פודקאסט (שמע): הורדה (משך: 6:17 - 5.8MB)
הירשם כמנוי: פודקאסטים של אפל | אנדרואיד | RSS
פודקאסט (וידאו): הורדה (משך: 6:40 - 78.9MB)
הירשם כמנוי: פודקאסטים של אפל | אנדרואיד | RSS
