በቀላል አገላለጽ፣Higgs boson የምንግዜም ውድ ቅንጣት ነው። ለምሳሌ ቫክዩም ቱቦ እና ሁለት ብሩህ አእምሮዎች ኤሌክትሮኑን ለማግኘት በቂ ከሆኑ የሂግስ ቦሰን ፍለጋ በምድራችን ላይ እምብዛም የማይገኝ የሙከራ ሃይል መፍጠርን ይጠይቃል። ትልቁ የሃድሮን ኮሊደር ምንም አይነት መግቢያ አያስፈልገውም፣ከታወቁት እና ከተሳካላቸው ሳይንሳዊ ሙከራዎች አንዱ ነው፣ነገር ግን የመገለጫ ቅንጣቢው ልክ እንደበፊቱ፣ለአብዛኛው ህዝብ በምስጢር የተሸፈነ ነው። የአምላክ ቅንጣት ተብሎ ተጠርቷል፣ነገር ግን በሺዎች በሚቆጠሩ ሳይንቲስቶች ጥረት ምስጋና ይግባውና ሕልውናውን በእምነት መቀበል የለብንም።
የመጨረሻው ያልታወቀ
Higgs boson ምንድን ነው እና የግኝቱ አስፈላጊነት ምንድነው? ለምንድነው የብዙ ማሞኛ፣ የገንዘብ ድጋፍ እና የተሳሳተ መረጃ ርዕሰ ጉዳይ የሆነው? በሁለት ምክንያቶች። በመጀመሪያ ደረጃ፣ የፊዚክስ መደበኛ ሞዴልን ለማረጋገጥ የሚያስፈልገው የመጨረሻው ያልተገኘ ቅንጣቢ ነበር። የእሷ ግኝት አንድ ትውልድ ሙሉ የሳይንስ ህትመቶች በከንቱ አልነበሩም ማለት ነው. በሁለተኛ ደረጃ, ይህ ቦሶን ሌሎች ቅንጣቶች ያላቸውን የጅምላ ይሰጣል, ይህም ልዩ ትርጉም እና አንዳንድ "አስማት" ይሰጣል. ማሰብ ይቀናናል።በጅምላ የነገሮች ውስጣዊ ንብረት ነው፣ ነገር ግን የፊዚክስ ሊቃውንት ሌላ ያስባሉ። በቀላል አነጋገር፣ ሂግስ ቦሶን ያለ ቅንጣት ነው፣ ጅምላ በመርህ ደረጃ አይገኝም።
አንድ ተጨማሪ መስክ
ምክንያቱ የሚገኘው ሂግስ ሜዳ በሚባለው ላይ ነው። ከሂግስ ቦሰን በፊት እንኳን ተገልጿል, ምክንያቱም የፊዚክስ ሊቃውንት ለራሳቸው ንድፈ ሃሳቦች እና ምልከታዎች ፍላጎቶች ያሰሉታል, ይህም አዲስ መስክ መኖሩን ይጠይቃል, ድርጊቱ ወደ መላው አጽናፈ ሰማይ ይደርሳል. አዳዲስ የአጽናፈ ሰማይ አካላትን በመፍጠር መላምቶችን ማጠናከር አደገኛ ነው። ባለፈው ጊዜ, ለምሳሌ, ይህ የኤተር ቲዎሪ እንዲፈጠር ምክንያት ሆኗል. ነገር ግን ብዙ የሂሳብ ስሌቶች በተደረጉ ቁጥር, ብዙ የፊዚክስ ሊቃውንት የሂግስ መስክ በእውነቱ ውስጥ መኖር እንዳለበት ተረድተዋል. ብቸኛው ችግር እሱን ለመታዘብ የተግባር ዘዴዎች እጥረት ነበር።
በፊዚክስ ስታንዳርድ ሞዴል አንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች በሂግስ መስክ ህልውና ላይ በተመሠረተ ዘዴ በጅምላ ያገኛሉ። ከፍተኛ ጉልበት የሚጠይቁትን ሃይግስ ቦሶንስ ይፈጥራል።ይህም ዋናው ምክንያት ሳይንቲስቶች ከፍተኛ የሃይል ሙከራዎችን ለማካሄድ ዘመናዊ ቅንጣት አፋጣኝ ያስፈልጋቸዋል።
ጅምላ ከየት ይመጣል?
የደካማ የኒውክሌር መስተጋብር ጥንካሬ በከፍተኛ ርቀት እየቀነሰ ይሄዳል። እንደ ኳንተም ፊልድ ቲዎሪ ይህ ማለት በፍጥረቱ ውስጥ የሚሳተፉት ቅንጣቶች - ደብሊው እና ዜድ ቦሶንስ - ከግሉኖች እና ፎቶንስ በተለየ መልኩ ክብደት ሊኖራቸው ይገባል።
ችግሩ የመለኪያ ንድፈ ሃሳቦች ጅምላ ከሌላቸው አካላት ጋር ብቻ መያዛቸው ነው። የመለኪያ ቦሶኖች ብዛት ካላቸው ታዲያ እንዲህ ዓይነቱ መላምት በምክንያታዊነት ሊገለጽ አይችልም። የ Higgs ዘዴ የ Higgs መስክ የሚባል አዲስ መስክ በማስተዋወቅ ይህንን ችግር ያስወግዳል። በከፍተኛ ኃይል, የመለኪያ ቦሶኖች ምንም ክብደት የላቸውም, እና መላምቱ እንደተጠበቀው ይሰራል. በአነስተኛ ጉልበት፣ መስኩ የንጥረ ነገሮች ብዛት እንዲኖራቸው የሚፈቅድ የሲሜትሪ ስብራትን ይፈጥራል።
Higgs boson ምንድን ነው?
የሂግስ መስክ Higgs bosons የሚባሉትን ቅንጣቶች ያመነጫል። የእነሱ ብዛት በንድፈ ሀሳብ አልተገለጸም, ነገር ግን በሙከራው ምክንያት, ከ 125 GeV ጋር እኩል እንደሆነ ተወስኗል. በቀላል አነጋገር፣ Higgs boson የስታንዳርድ ሞዴሉን ሕልውና በእርግጠኝነት አረጋግጧል።
ሜካኒዝም፣ ሜዳ እና ቦሰን የስኮትላንዳዊውን ሳይንቲስት ፒተር ሂግስ ስም ይዘዋል። ምንም እንኳን እነዚህን ፅንሰ-ሀሳቦች ለማቅረብ የመጀመሪያው ባይሆንም ፣ ግን ፣ በፊዚክስ ውስጥ ብዙውን ጊዜ እንደሚታየው ፣ እሱ በቀላሉ በስማቸው የተሰየሙት እሱ ነው።
የተሰበረ ሲምሜትሪ
የሂግስ መስክ ጅምላ መሆን ያልነበረባቸው ቅንጣቶች ስላደረጉት ተጠያቂ ነው ተብሎ ይታሰባል። ይህ የተለያየ ብዛት ያላቸው ጅምላ-አልባ ቅንጣቶችን የሚሰጥ ሁለንተናዊ መካከለኛ ነው። እንዲህ ዓይነቱ የሲሜትሪ መጣስ ከብርሃን ጋር በማመሳሰል ይገለጻል - ሁሉም የሞገድ ርዝመቶች በተመሳሳይ ፍጥነት በቫኩም ውስጥ ይንቀሳቀሳሉ, በፕሪዝም ውስጥ እያንዳንዱ የሞገድ ርዝመት ሊለይ ይችላል. ነጭ ብርሃን ሁሉንም የሞገድ ርዝመቶችን ስለሚይዝ ይህ በእርግጥ የተሳሳተ ተመሳሳይነት ነው, ነገር ግን ምሳሌው እንዴት እንደሆነ ያሳያል.በሂግስ መስክ የጅምላ መፈጠር በሲሜትሪ መበላሸት ምክንያት ይመስላል። ፕሪዝም የተለያዩ የብርሃን የሞገድ ርዝማኔዎችን በመለየት የፍጥነት መጠንን ይሰብራል፣ እና የሂግስ መስክ የአንዳንድ ቅንጣቶች ብዛት ሚዛን የለሽ ሚዛን ይሰብራል ተብሎ ይታሰባል።
Higgs bosonን በቀላል ቃላት እንዴት ማስረዳት ይቻላል? በቅርብ ጊዜ የፊዚክስ ሊቃውንት የሂግስ መስክ በእውነቱ ካለ ፣ ክዋኔው ሊታይ በሚችልበት ምክንያት ተገቢው ተሸካሚ መኖር እንዳለበት ተገንዝበዋል ። ይህ ቅንጣት የቦሶን ነው ተብሎ ይገመታል። በቀላል አነጋገር፣ ሂግስ ቦሰን የአጽናፈ ዓለሙን ኤሌክትሮማግኔቲክ መስክ ተሸካሚ ከሆኑት ከፎቶኖች ጋር ተመሳሳይ የሆነው ተሸካሚ ኃይል ተብሎ የሚጠራው ነው። ሂግስ ቦሰን የሜዳው አካባቢያዊ መነቃቃት እንደሆነ ሁሉ ፎቶንስ፣ በአንፃሩ፣ የአካባቢ ደስታዎች ናቸው። በፊዚክስ ሊቃውንት ከሚጠበቁ ንብረቶች ጋር ቅንጣት መኖሩን ማረጋገጥ በእውነቱ መስክ መኖሩን በቀጥታ ከማረጋገጥ ጋር እኩል ነው።
ሙከራ
የብዙ አመታት እቅድ ታላቁ Hadron Collider (LHC) የHiggs boson ንድፈ ሃሳብን ውድቅ ለማድረግ የሚያስችል ማረጋገጫ እንዲሆን አስችሎታል። ባለ 27 ኪሎ ሜትር የቀለበት እጅግ በጣም ኃይለኛ ኤሌክትሮማግኔቶች የተሞሉ ቅንጣቶችን ወደ ጉልህ የብርሃን ፍጥነት ክፍልፋዮች ያፋጥናል፣ ይህም ግጭት ወደ ክፍሎቻቸው ለመለየት የሚያስችል ጠንካራ ግጭት ይፈጥራል፣ እንዲሁም በተፅእኖው አካባቢ ያለውን ቦታ ያበላሻል። እንደ ስሌቶች, በቂ የሆነ ከፍተኛ ደረጃ ባለው የግጭት ኃይል, ቦሶን እንዲበሰብስ መሙላት ይቻላል, ይህ ደግሞ ሊሆን ይችላል.ይመለከታል። ይህ ጉልበት በጣም ትልቅ ከመሆኑ የተነሳ አንዳንዶች በፍርሃት ተውጠው የአለምን ፍጻሜ ተንብየዋል፣የሌሎችም ቅዠት እስከ ሂግስ ቦሶን መገኘት አማራጭ ልኬትን ለማየት እንደ እድል ተገለጸ።
የመጨረሻ ማረጋገጫ
የመጀመሪያ ምልከታዎች በትክክል ትንበያዎቹን ውድቅ ያደረጉ ይመስላሉ፣ እና ምንም የንዑስ ቅንጣቢው ምልክት ሊገኝ አልቻለም። በቢሊዮን የሚቆጠር ዶላር የማውጣት ዘመቻ ላይ የተሳተፉት አንዳንድ ተመራማሪዎች በቴሌቭዥን ሳይቀር ቀርበው ሳይንሳዊ ፅንሰ-ሀሳብን ውድቅ ማድረግ የዚያኑ ያህል አስፈላጊ መሆኑን በየዋህነት ተናግረዋል። ከተወሰነ ጊዜ በኋላ ግን ልኬቶቹ ወደ ትልቁ ምስል መጨመር ጀመሩ እና እ.ኤ.አ. መጋቢት 14 ቀን 2013 CERN የንጣፉን መኖር ማረጋገጫ በይፋ አስታወቀ። በርካታ ቦሶኖች መኖራቸውን የሚጠቁሙ መረጃዎች አሉ ነገርግን ይህ ሃሳብ ተጨማሪ ጥናት ያስፈልገዋል።
CERN ቅንጣቱ መገኘቱን ካወጀ ከሁለት አመት በኋላ በትልቁ ሀድሮን ኮሊደር የሚሰሩ ሳይንቲስቶች ማረጋገጥ ችለዋል። በአንድ በኩል, ይህ ለሳይንስ ትልቅ ድል ነበር, በሌላ በኩል, ብዙ ሳይንቲስቶች ቅር ተሰኝተዋል. ማንም ሰው ሂግስ ቦሰን ከስታንዳርድ ሞዴል ባሻገር ወደ እንግዳ እና አስደናቂ ክልሎች የሚመራ ቅንጣት ይሆናል ብሎ ተስፋ ቢያደርግ ኖሮ - ሱፐርሲምሜትሪ፣ ጨለማ ቁስ፣ ጥቁር ኢነርጂ - ታዲያ፣ በሚያሳዝን ሁኔታ፣ ይህ እንደዛ ሆኖ አልተገኘም።
በኔቸር ፊዚክስ ላይ የታተመ ጥናት ወደ ፌርሚሽን መበስበሱን አረጋግጧል። ስታንዳርድ ሞዴል በቀላል አነጋገር ቦሶን መሆኑን ይተነብያልሂግስ (Higgs) የጅምላነታቸውን መጠን (fermions) የሚሰጥ ቅንጣት ነው። የሲኤምኤስ ግጭት ፈላጊ በመጨረሻ መበስበሳቸውን አረጋግጧል - ታች ኳርክስ እና ታው ሌፕቶን።
Higgs boson በቀላል አነጋገር፡ ምንድነው?
ይህ ጥናት በመጨረሻ ያረጋገጠው ይህ በክፍልፋይ ፊዚክስ ስታንዳርድ ሞዴል የተተነበየው ሂግስ ቦሰን ነው። ይህ 125 GeV ያለውን የጅምላ-ኃይል ክልል ውስጥ ትገኛለች, ምንም አይፈትሉምምም, እና ብዙ ቀላል ንጥረ ነገሮች ወደ መበስበስ ይችላሉ - ጥንዶች ፎቶኖች, fermions, ወዘተ ለዚህ ምስጋና ይግባውና, እኛ በልበ ሙሉነት Higgs boson በቀላል ቃላት. ለሁሉም ነገር በብዛት የሚሰጥ ቅንጣት ነው።
በአዲስ የተከፈተ አካል ነባሪ ባህሪ ተበሳጨ። መበስበሱ ትንሽ ቢለያይ ኖሮ፣ ከፌርሚኖች ጋር በተለየ መንገድ ይዛመዳል፣ እና አዳዲስ የምርምር መንገዶች ይወጡ ነበር። በሌላ በኩል፣ ይህ ማለት ከስታንዳርድ ሞዴል አንድ እርምጃ አላራመድንም ማለት ነው፣ ይህም የስበት ኃይልን፣ ጥቁር ጉልበትን፣ ጨለማ ቁስን እና ሌሎች የእውነታውን አስገራሚ ክስተቶችን ያላገናዘበ ነው።
አሁን ምን እንደተፈጠረ ብቻ መገመት ይችላል። በጣም ታዋቂው ንድፈ ሐሳብ ሱፐርሲምሜትሪ ነው፣ እሱም በስታንዳርድ ሞዴል ውስጥ ያለው እያንዳንዱ ቅንጣት በሚያስደንቅ ሁኔታ ከባድ ሱፐርፓርትነር አለው (በመሆኑም የአጽናፈ ዓለሙን 23% - ጨለማ ጉዳይ) ያሳያል። ግጭቱን ማሻሻል፣ የግጭት ሃይሉን ወደ 13 ቴቪ በእጥፍ ማሳደግ፣ እነዚህ ከፍተኛ ቅንጣቶችን ለመለየት ያስችላል። ያለበለዚያ ሱፐርሲምሜትሪ የLHC የበለጠ ኃይለኛ ተተኪ እስኪገነባ መጠበቅ አለበት።
የበለጠ ተስፋዎች
ታዲያ ፊዚክስ ከሂግስ ቦሰን በኋላ ምን ይሆናል? LHC በቅርብ ጊዜ በከፍተኛ መሻሻሎች ስራውን ቀጥሏል እና ሁሉንም ነገር ከፀረ-ቁስ እስከ ጥቁር ሃይል ማየት ችሏል። ጨለማ ቁስ ከተራ ቁስ ጋር በስበት ኃይል እና በጅምላ መፈጠር ብቻ እንደሚገናኝ ይታመናል፣ እና የሂግስ ቦሶን አስፈላጊነት ይህ እንዴት እንደሚሆን በትክክል ለመረዳት ቁልፍ ነው። የስታንዳርድ ሞዴል ዋነኛው መሰናክል የስበት ኃይልን ውጤት ማስረዳት አለመቻሉ ነው - እንዲህ ዓይነቱ ሞዴል ግራንድ የተዋሃደ ቲዎሪ ተብሎ ሊጠራ ይችላል - አንዳንዶች ደግሞ ቅንጣት እና የሂግስ መስክ የፊዚክስ ሊቃውንት ለማግኘት በጣም የሚፈልጉት ድልድይ ሊሆን ይችላል ብለው ያምናሉ።
የሂግስ ቦሶን መኖር የተረጋገጠ ቢሆንም ሙሉ ግንዛቤው አሁንም በጣም ሩቅ ነው። ወደፊት የሚደረጉ ሙከራዎች ሱፐርሲምሜትሪ እና የመበስበስ እሳቤውን ወደ ጨለማ ጉዳይ ይቃወማሉ? ወይስ ስለ ሂግስ ቦሶን ባህሪያት የስታንዳርድ ሞዴል ትንበያዎችን እያንዳንዱን የመጨረሻ ዝርዝር ያረጋግጣሉ እና ይህን የጥናት መስክ ለዘለአለም ያቆማሉ?
