ฟิสิกส์ของฮิกส์โบซอน
ฟิสิกส์ของฮิกส์โบซอน
Anonim

Higgs bosonเรียกอีกอย่างว่าอนุภาค Higgsซึ่งเป็นอนุภาคพาหะหรือ boson ของสนาม Higgs ซึ่งเป็นพื้นที่แทรกซึมอวกาศและทำให้อนุภาค subatomic เบื้องต้นทั้งหมดมีมวลผ่านการมีปฏิสัมพันธ์กับพวกมัน สนามและอนุภาคซึ่งตั้งชื่อตามปีเตอร์ฮิกส์แห่งมหาวิทยาลัยเอดินเบอระหนึ่งในนักฟิสิกส์ที่ในปี 2507 เสนอกลไกเป็นครั้งแรก - ให้สมมติฐานที่ทดสอบได้สำหรับกำเนิดของมวลในอนุภาคมูลฐาน ในวัฒนธรรมสมัยนิยม Higgs boson มักถูกเรียกว่า "อนุภาคพระเจ้า" หลังจากชื่อของนักฟิสิกส์โนเบลของ Leon Lederman อนุภาคของพระเจ้า: ถ้าจักรวาลเป็นคำตอบคำถามคืออะไร? (1993) ซึ่งมีการยืนยันของผู้เขียนว่าการค้นพบของอนุภาคมีความสำคัญต่อความเข้าใจขั้นสุดท้ายของโครงสร้างของสสาร

สนามฮิกส์นั้นแตกต่างจากสนามพื้นฐานอื่น ๆ เช่นสนามแม่เหล็กไฟฟ้าที่รองรับแรงพื้นฐานระหว่างอนุภาค ครั้งแรกมันเป็นสนามเซนต์คิตส์และเนวิส นั่นคือมันมีขนาด แต่ไม่มีทิศทาง นี่ก็หมายความว่าผู้ให้บริการของตน Higgs boson มีโมเมนตัมเชิงมุมที่แท้จริงหรือการหมุนของ 0 ซึ่งแตกต่างจากผู้ให้บริการของสนามพลังที่มีการหมุน ประการที่สองฟิลด์ฮิกส์มีคุณสมบัติที่ผิดปกติซึ่งพลังงานของมันจะสูงกว่าเมื่อฟิลด์นั้นเป็นศูนย์มากกว่าเมื่อมันไม่ใช่ศูนย์ อนุภาคมูลฐานจึงได้รับมวลของพวกเขาผ่านการโต้ตอบกับเขตข้อมูลฮิกส์ที่ไม่ใช่ศูนย์เท่านั้นเมื่อจักรวาลเย็นลงและกลายเป็นพลังน้อยลงหลังจากผลของการระเบิดครั้งใหญ่ (การระเบิดครั้งแรกของสมมุติฐานที่จักรวาลเกิดขึ้น) ความหลากหลายของมวลลักษณะอนุภาค subatomic ประถมเกิดขึ้นเพราะอนุภาคที่แตกต่างกันมีความแข็งแรงที่แตกต่างกันของการมีปฏิสัมพันธ์กับสนามฮิกส์

กลไก Higgs มีบทบาทสำคัญในทฤษฎี electroweak ซึ่งรวมการมีปฏิสัมพันธ์ผ่านกำลังอ่อนและแรงแม่เหล็กไฟฟ้า มันอธิบายได้ว่าทำไมพาหะของแรงอ่อนแออนุภาค W และอนุภาค Z หนักในขณะที่พาหะของแรงแม่เหล็กไฟฟ้าโฟตอนมีมวลเป็นศูนย์ หลักฐานการทดลองสำหรับฮิกส์โบซอนเป็นข้อบ่งชี้โดยตรงสำหรับการมีอยู่ของฟิลด์ฮิกส์ อาจเป็นไปได้ว่ามี Higgs boson มากกว่าหนึ่งประเภท การทดลองค้นหา Higgs boson ขนาดใหญ่ที่ colliders เครื่องเร่งอนุภาคพลังงานสูงสุดโดยเฉพาะ Tevatron ที่ Fermi National Accelerator Laboratory และ Large Hadron Collider (LHC) ที่ CERN (องค์การเพื่อการวิจัยนิวเคลียร์แห่งยุโรป) เมื่อวันที่ 4 กรกฎาคม 2012 นักวิทยาศาสตร์ที่ LHC ประกาศว่าพวกเขาตรวจพบสัญญาณที่น่าสนใจซึ่งน่าจะเป็นจากฮิกส์โบซอนที่มีมวล 125–126 gigaelectron volts (พันล้านอิเล็กตรอนโวลต์; GeV) ข้อมูลเพิ่มเติมจำเป็นต้องยืนยันการสังเกตการณ์เหล่านั้นอย่างชัดเจนและมีการประกาศการยืนยันดังกล่าวในเดือนมีนาคม 2556 ในปีเดียวกันนั้นฮิกส์และนักฟิสิกส์ชาวเบลเยียมFrançois Englert (ผู้เสนอกลไกฮิกก์) ได้แบ่งปันรางวัลโนเบลในสาขาฟิสิกส์