Çfarë është bozoni Higgs (grimca e Zotit)?

Bozoni Higgs është një grimcë elementare e lidhur me fushën Higgs. Është ngacmimi kuantik i kësaj fushe, si valëzimet në det. Vetë bozoni është një lloj krejtësisht i ri i grimcave elementare. Nuk ka as vetitë kuantike të materies elementare dhe as ato të bartësve të ndërveprimeve kuantike si forca elektromagnetike, forca e dobët ose ndërveprimet bërthamore.

Çfarë është bozoni Higgs (grimca e Zotit)?

Bozoni Higgs është një grimcë subatomike që u zbulua në vitin 2012 në Përplasësin e Madh të Hadronëve (LHC) që ndodhet në CERN, Organizata Evropiane për Kërkime Bërthamore. Ajo është emëruar pas fizikanit Peter Higgs, i cili, së bashku me disa shkencëtarë të tjerë, propozoi ekzistencën e tij në vitet 1960.

Nga> Science Made Simple: What is the Higgs Boson (God Particle)?/¹

Solenoid Compact Muon (CMS) është një detektor për qëllime të përgjithshme në Large Hadron Collider (LHC) -imazh1a. – Ai ka një program të gjerë fizike që varion nga studimi i Modelit Standard (përfshirë bozonin Higgs) deri te kërkimi i dimensioneve dhe grimcave shtesë që mund të përbëjnë materien e errët. Detektori CMS është ndërtuar rreth një magneti të madh solenoid. Kjo merr formën e një spirale cilindrike kabllo superpërçuese që gjeneron një fushë prej 4 tesla, rreth 100,000 herë më shumë se fusha magnetike e Tokës. Fusha është e kufizuar nga një “zgjedhë” çeliku që formon pjesën më të madhe të peshës 14,000 ton të detektorit. Kredia: CERN

Bozoni Higgs është grimca themelore² e lidhur me fushën Higgs, një fushë që përshkon të gjithë universin dhe u jep masë grimcave të tjera themelore si elektronet dhe kuarkët. Masa e një grimce përcakton se sa i reziston ndryshimit të shpejtësisë ose pozicionit të saj kur ndeshet me një forcë. Jo të gjitha grimcat themelore kanë masë. Për shembull, fotoni, i cili është grimca e dritës dhe mbart forcën elektromagnetike, nuk ka aspak masë.

Bozoni Higgs u propozua në vitin 1964 nga Peter Higgs, François Englert dhe katër teoricienë të tjerë për të shpjeguar pse grimca të caktuara kanë masë. Shkencëtarët konfirmuan ekzistencën e tij në vitin 2012 përmes eksperimenteve ATLAS dhe CMS në Large Hadron Collider (LHC) në CERN në Zvicër. Ky zbulim çoi në dhënien e çmimit Nobel në Fizikë 2013 për Higgs dhe Englert. Zbulimi i bozonit Higgs ishte domethënës sepse konfirmoi ekzistencën e fushës Higgs dhe siguroi prova eksperimentale për mekanizmin me të cilin grimcat fitojnë masë. Ai gjithashtu mbushi një boshllëk në Modelin Standard³, i cili përshkruan me sukses sjelljen e shumicës së grimcave të njohura, por fillimisht nuk kishte konfirmim eksperimental të mekanizmit Higgs.

Detektori i parë i brendshëm ATLAS Kapaku fundor pas futjes së plotë brenda kriostatit të lëngshëm argoni -a1a – . Kredia: © CERN

Bozoni Higgs është një grimcë jashtëzakonisht jetëshkurtër me një masë prej rreth 125 gigaelektronvolt (GeV). Ai prishet me shpejtësi në grimca të tjera, duke e bërë zbulimin e tij të drejtpërdrejtë sfidues. Shkencëtarët në LHC përdorën përplasje grimcash me energji të lartë për të prodhuar bozonin Higgs dhe vëzhguan produktet e tij të prishjes për të konfirmuar ekzistencën e tij.

Shkencëtarët tani po studiojnë vetitë karakteristike të bozonit Higgs për të përcaktuar nëse përputhet saktësisht me parashikimet e Modelit Standard të fizikës së grimcave. Nëse bozoni Higgs devijon nga modeli, ai mund të japë të dhëna për grimcat e reja që ndërveprojnë vetëm me grimcat e tjera të Modelit Standard përmes bozonit Higgs dhe kështu të çojnë në zbulime të reja shkencore.

Tuneli i LHC – a1a – Kredia: © CERN

Faktet e bozonit Higgs

• Bozoni Higgs merr masën e tij ashtu si grimcat e tjera – nga ndërveprimet e tij me fushën Higgs.
• Mund të ketë më shumë se një bozon Higgs. Një model teorik i fizikës së re parashikon pesë bozone Higgs.
• Ndërsa bozoni Higgs u jep masë kuarkëve që përbëjnë një proton, ai është përgjegjës vetëm për dhënien e një protoni rreth 10% të masës së tij. 90% tjetër e masës së një protoni vjen nga ndërveprimet komplekse të kuarkëve dhe forcës së fortë bërthamore.
• Meqenëse bozoni Higgs ka rolin për të gjeneruar masën e grimcave të tjera dhe faktin që materia e errët mund të zbulohet kryesisht përmes masës së saj, bozoni Higgs mund të jetë një portal unik për gjetjen e shenjave të materies së errët.

Zyra e Shkencës DOE: Kontribute në Kërkimin e Bosonit Higgs

LHC në CERN është përplasësi i grimcave me energji më të lartë në botë. Aktualisht është i vetmi vend ku shkencëtarët mund të krijojnë dhe studiojnë bozonet e Higgs. Zyra e Shkencës së DOE (SC) kontribuoi me magnetë të rëndësishëm përshpejtues për të ndihmuar në ndërtimin e LHC. DOE gjithashtu mbështet shumë shkencëtarë, inxhinierë dhe teknikë në programin LHC. LHC pret katër detektorë të mëdhenj eksperimentalë të grimcave, dy prej të cilëve mbështeten pjesërisht nga Zyra e Fizikës së Energjisë së Lartë të SC: ATLAS dhe CMS. Studiuesit amerikanë përbëjnë afërsisht 20% dhe 25% të bashkëpunimeve ATLAS dhe CMS, respektivisht. Ata gjithashtu luajnë role udhëheqëse në shumë aspekte të çdo eksperimenti. Këto eksperimente po bëjnë matje të sakta të vetive të bozonit Higgs për të përcaktuar nëse përputhet me parashikimet e Modelit Standard ose ofron të dhëna për fizikën e re, eksplorimin e grimcave të reja dhe ndërveprimet e tyre dhe identifikimin e fizikës së re të materies së errët.

–

Mos humbisni kurrë një përparim: Bashkohuni me buletinin SciTechDaily.
Na ndiqni në Google, Discover dhe News.

–

Referencat

1. Science Made Simple: What is the Higgs Boson (God Particle)? ↩︎
2. Science Made Simple: What Is the Standard Model of Particle Physics? ↩︎
3. Science Made Simple: What Is the Standard Model of Particle Physics? ↩︎