Nej, inte Higgs, men denna grafik fångar spår av proton-protonkollisioner. (Och hej, det ser coolt ut, också.) Fabrice Coffrini/AFP/Getty Images I juli 2012, hela världen stod ansikte mot ansikte med Higgs boson:en gnistrande, lite ljus som dansade över våra skärmar som Tinker Bell. Vänta, det är inte rätt.
Medan fysiker hoppade av glädje för att "se" Higgs -bosonet - den svårfångade partikeln som komponerar Higgs -fältet, som gör att partiklar kan få massa - sanningen är att de faktiskt såg en hel massa siffror, grafer och allmänna data som berättade att Higgs -bosonet detekterades. Och till och med att säga att det "upptäcktes" förtjänar lite förklaring.
Som rapporterats, data som samlats in var på 5-sigma nivåer av säkerhet. Du kanske har hört att "5-sigma" indikerade att det var en chans på 3,5 miljoner att den berömda bosonen inte fanns. Men inte så snabbt. Som med många fysiknyheter, det är mer komplicerat än så. Fem-sigma konfidensnivå innebar faktiskt att det var en chans på 3,5 miljoner att även om det inte fanns någon Higgs-partikel, CERN -personal skulle ha sett samma resultat. Med andra ord, det finns en på 3,5 miljoner chans att ett experiment för att hitta Higgs skulle få resultat som tycktes bekräfta det, även om ingen sådan partikel fanns.
Så om forskare vid CERN (European Organization for Nuclear Research) inte förväntade sig att se något som liknade en rekvisita i en scenproduktion av "Peter Pan, "vad letade de efter? Länge, fysiker var förbryllade över det faktum att partiklar som elektroner och kvarkar hade massa. De skämde inte de små killarna som utgör atomer och molekyler; det var bara det att deras matematiska framställningar av ett symmetriskt universum inte riktigt fungerade om inte partiklarna var masslösa [källa:Greene].
Peter Higgs och några av hans andra fysiker hade en idé. Istället för att försöka ta reda på hur alla dessa ekvationer kan modifieras och utformas för att fungera med massbelastade partiklar, varför inte behålla matematiken och lägga till antagandet att partiklarna arbetar i ett fält som utövar ett drag på dem? Om så var fallet, vi kan hitta en substans i detta "fält" som tillför massa till en partikel genom att skapa motstånd. Tänk dig en fluga som surrar genom luften; det zippar bara bra tills det möter en stark motvind. Plötsligt, vår snabba, liten fluga känns ganska tung. Så skulle det vara med våra partiklar när de slog genom Higgs -fältet.
Självklart, fysiker letade inte precis efter någon sorts universell lönnsirap som vi alla hade simmat i utan att märka det. De sökte snarare efter partiklar som kan utgöra ett Higgs -fält, och de trodde att deras sökning skulle kunna lyckas om de bara kunde återskapa förhållandena direkt efter Big Bang. Under dessa förhållanden, vi kan se hur saker som kvarker och leptoner flög omkring och om något som Higgs -bosonet också skapades för att ge massan som gör att de kan klumpa sig i sammansatta partiklar som protoner [källa:STFC].
Large Hadron Collider är som en NASCAR -bana för svärmar av racingprotoner (och några tunga joner, för). Dessa protoner zip i motsatta riktningar runt den nästan 17 mil (27 kilometer) cirkeln och stöter på varandra miljontals gånger i sekunden [källa:Greene]. När de kolliderar, kompositpartiklarna sprutar ut i sina mindre delar - kvarker och leptoner. Energin som skapas kan låta oss se verkligen, riktigt tunga partiklar skapade vid kollisionen.
Här börjar vi "se" saker som Higgs boson. Detektorerna i LHC mäter energin och laddningen av partiklarna som fyrverkerier från protonkollisionerna. Detektorerna är inga krympande violer - den största på LHC är 25 meter lång och lika bred. De måste vara så stora eftersom gigantiska magneter används för att kurva partiklarnas väg
Om vi böjer partiklarnas väg inom ett magnetfält, vi kan se hur de reagerar annorlunda - vissa med riktigt hög fart kommer fortfarande att gå i en rak linje, de med lägre fart kommer att spiral hårt [källa:CERN]. Så momentum är en användbar information som forskare och fysiker kan studera när de undrar över en viss partikels identitet.
Spårningsenheter i detektorer är praktiska, för. En spårningsenhet registrerar elektroniska signaler som partiklar lämnar efter sig när de susar genom detektorn, vilket i sin tur tillåter en dator att göra en grafisk framställning av partikelns väg.
Kalorimetrar i detektorerna hjälper också till med identifiering. En kalorimeter mäter energin som partikeln förlorar efter kollisionen, och det absorberar partiklarna i detektorn. Fysiker kan sedan studera strålningen från partiklarna, vilket hjälper dem att bestämma några mer unika identifierare för specifika partiklar [källa:CERN].
Så hur ser Higgs boson ut? Väl, hatar att göra besviken, men hela poängen är att vi inte kan se det. Det är en liten partikel, man. Var inte galen. Det vi ser istället är, väl, grafer. Och data. All den bullriga data som beskriver partikelvägen, energi, sönderfallsprodukter och mer sveptes upp i detektorerna och syntetiserades till kyla, hårda siffror. Dessa siffror indikerade att ett "överskott av händelser" ägde rum som indikerade Higgs existens [källa:CERN].
Bli inte för besviken nu. De trevliga människorna på CERN vet vad vi vill ha:vackra bilder som visar en representation av Higgs boson. Om du vill se en grafisk simulering av kollisionerna, kolla in CERN -webbplatsen för några (mycket tillfredsställande) representationer av hur Higgs "ser ut" i handling [källa:CERN].
När man föreställer sig Higgs, Jag tycker att det är rättvist att säga att jag ganska mycket föreställer mig en droppe lönnsirap som utgör det sirapiga Higgs -fältet. Det är inte korrekt, men det får mig att tänka mycket på att partikelfysik äter frukost varje helg.
