Tip:
Highlight text to annotate it
X
A Higgs-bozon 1. rész: Mi az, és miért fontos
Vágjunk is bele: 2012. július 4-e óta a Higgs-bozon az utolsó alapvető darabja
a részecskefizika standard modelljének, amit kísérletezés által fedeztek fel.
De - kérdezed talán - miért vették bele a Higgs-bozon-t a standard modellbe olyan más, jól ismert
részecskék mellé, mint az elektron, a foton és a kvark, ha még nem fedezték fel az 1970-es években.
Jó kérdés. Ennek két fő oka van:
Először is akárcsak az elektron egy ingerlés az elektron mezőben, a Higgs-bozon is
csak egy részecske, ami egy ingerlés a mindent átható Higgs-mezőben.
A Higgs-mező azonban lényeges szerepet játszik a radioaktív bomlást leíró modellünkben,
amit gyenge kölcsönhatásnak hívnak (egész pontosan a Higgs-mező segít megmagyarázni, hogy miért olyan gyenge.
Erről még beszélünk később a videóban, de habár a gyenge kölcsönhatást megerősítették az 1980-as években,
az egyenletekben a Higgs-mező olyannyira elválaszthatatlanul össze van kuszálva a
gyenge kölcsönhatással, hogy ezelőtt képtelenek voltunk megerősíteni a tényleges, független létezését.
A másik oka, hogy bevegyék a Higgs-et a standard modellbe valami szakzsargon arról,
hogy a Higgs-mező ad tömeget minden más részecskének. De miért kell egyáltalán tömeget adni a dolgoknak?
A tömeg nem csak egy belső tulajdonsága az anyagnak, mint az elektromos töltés?
Nos, a részecskefizikában... nem. Emlékezz csak, hogy a standard modellben először leírjuk
minden részecske matematikai "hozzávaló listáját", ami szerintünk a természetben létezik
(és a tulajdonságaikat).Megnézheted a "minden elmélet" videómat gyors emlékeztetőként.
Majd ezt a listát végigfuttatjuk egy nagy, képzeletbeli matematikai gépen ami egyenleteket dob ki,
amik aztán elmondják, hogy viselkednek ezek a részecskék.
Kivéve, ha megpróbáljuk a tömeget, mint a részecskék egy tulajdonságát felvenni a hozzávaló listánkra,
a matek gép elromlik. Talán a tömeg rossz választás volt... de a legtöbb részecskének, amit megfigyelünk
a természetben, van tömege, tehát ki kell találnunk egy okos módját a hozzávalók felhasználásával,
ami a végső egyenletben a tömeget kiadja anélkül, hogy be vittük volna - nagyjából úgy, ahogy
élesztőt, cukrot és vizet alkohollá lehet érlelni úgy, hogy az eredetileg nem volt ott.
És talán már szomjasan várod, hogy a megoldás az lesz, hogy élesztős Higgs-mezőt dobunk bele
a standard modell más összetevőivel, szóval amikor hagyjuk a matekot érlelődni
tömeggel rendelkező részecskéket kapunk! De ez a modell olyasvalamit is kifőz, ami NEM állt szándékunkban:
egy magányos Higgs- részecskét, a hírhedt bozon-t. És mivel a modell olyan jól megmagyaráz minden mást,
úgy döntöttünk, hogy nagy valószínűséggel a magányos bozon is helyes.
Hogy összefoglaljam, a Higgs-bozon egy részecske, ami a Higgs mezőnek egy maradék ingerlése,
ami pedig szükséges volt a standard modellbe, hogy: 1. megmagyarázza a gyenge kölcsönhatást
és 2. hogy megmagyarázza miért van egyáltalán tömege bármely másik részecskének.
Azonban a bozon a Higgs mező egyetlen önmagában igazolható darabja, egész pontosan azért,
mert a többi darab össze van gabalyodva a gyenge kölcsönhatásban és a tömeg adásában.
A tény, hogy a Higgs-bozon annyira független a standard modell többi részétől, az oka annak, hogy ez a
kirakós utolsónak felfedezett darabja - és kiderült, hogy tényleg az, aminek gondolták,
a standard modell teljes lesz.
A baj az, hogy tudjuk, hogy a standard modell NEM teljes leírása a világegyetemnek
(például teljesen kihagyja a gravitációt). Tehát a fizikusoknak sokkal
érdekesebb ÉS hasznosabb lenne, ha kiderülne, hogy a Higgs-bozon nem egészen az,
amire számítunk... akkor talán lenne ötletünk, hogyan értsük meg mélyebben a világegyetemet.
Így bár tettünk egy felfedezést, még sem tehetjük meg, hogy csak hátradőlünk és pihenhetünk.
Szükségünk van egy kis útmutatásra, Higgs úr.
A II. és III. részben folytatjuk.