Hej, Higgs? Är du där? Hela världen skulle vilja veta. Johannes Simon/Getty Images Partikelfysik har vanligtvis svårt att konkurrera med politik och kändisskvaller om rubriker, men Higgs -bosonen har uppmärksammats allvarligt. Det var precis vad som hände den 4 juli, 2012, fastän, när forskare vid CERN meddelade att de hittat en partikel som betedde sig som de förväntar sig att Higgs -bosonen ska bete sig. Kanske den berömda bosons stora och kontroversiella smeknamn, "Gudpartikeln, "har hållit medierna surrande. Sedan igen, den spännande möjligheten att Higgs -bosonen är ansvarig för all massa i universum snarare fångar fantasin, för. Eller kanske är vi helt enkelt glada över att lära oss mer om vår värld, och vi vet att om Higgs -bosonen existerar, vi ska avslöja mysteriet lite mer.
För att verkligen förstå vad Higgs -bosonen är, dock, vi måste undersöka en av de mest framstående teorierna som beskriver hur kosmos fungerar:the standardmodell . Modellen kommer till oss genom att partikelfysik , ett fält fyllt med fysiker som ägnar sig åt att reducera vårt komplicerade universum till dess mest grundläggande byggstenar. Det är en utmaning vi har tacklat i århundraden, och vi har gjort stora framsteg. Först upptäckte vi atomer, sedan protoner, neutroner och elektroner, och slutligen kvarker och leptoner (mer om dem senare). Men universum innehåller inte bara materia; den innehåller också krafter som verkar på den saken. Standardmodellen har gett oss mer inblick i materia och krafter än kanske någon annan teori vi har.
Här är kärnan i standardmodellen, som utvecklades i början av 1970 -talet:Hela vårt universum består av 12 olika materialpartiklar och fyra krafter [källa:European Organization for Nuclear Research]. Bland dessa 12 partiklar, Du kommer att stöta på sex kvarkar och sex leptoner. Quarks bildar protoner och neutroner, medan medlemmar i lepton familjen inkluderar elektronen och elektronen neutrino , dess neutralt laddade motsvarighet. Forskare tror att leptoner och kvarker är odelbara; att du inte kan bryta isär dem till mindre partiklar. Tillsammans med alla dessa partiklar, standardmodellen erkänner också fyra krafter:gravitation, elektromagnetisk, stark och svag.
Som teorier går, standardmodellen har varit mycket effektiv, bortsett från att den inte passar in i gravitationen. Beväpnad med det, fysiker har förutsagt förekomsten av vissa partiklar år innan de verifierades empiriskt. Tyvärr, modellen har fortfarande en annan saknad bit - Higgs boson. Vad är det, och varför är det nödvändigt att universum som standardmodellen beskriver fungerar? Låt oss ta reda på.
Universums grundkrafter Som det visar sig, forskare tror att var och en av de fyra grundläggande krafterna har en motsvarande bärarpartikel, eller boson , som verkar på materia. Det är ett svårt koncept att förstå. Vi tenderar att tänka på krafter som mystiska, eteriska saker som sträcker sig över gränsen mellan existens och ingenting, men i verkligheten, de är lika verkliga som själva materien.
Vissa fysiker har beskrivit bosoner som vikter förankrade av mystiska gummiband till materiepartiklarna som genererar dem. Med denna analogi, vi kan tänka på att partiklarna ständigt slår tillbaka från existensen på ett ögonblick och ändå är lika kapabla att trassla ihop sig med andra gummiband fästa vid andra bosoner (och ge kraft i processen).
Forskare tror att var och en av de fyra grundläggande har sina egna specifika bosoner. Elektromagnetiska fält, till exempel, beroende av fotonen för att överföra elektromagnetisk kraft till materia. Fysiker tror att Higgs -bosonen kan ha en liknande funktion - men överför själva massan.
Kan inte materia bara innebära massa utan att Higgs boson förvirrar saker? Inte enligt standardmodellen. Men fysiker har hittat en lösning. Tänk om alla partiklar inte har någon inneboende massa, men istället vinna massa genom att passera genom ett fält? Detta fält, känd som en Higgs -fältet , kan påverka olika partiklar på olika sätt. Fotoner kan glida igenom opåverkade, medan W och Z bosoner skulle fastna i massa. Faktiskt, förutsatt att Higgs -bosonen existerar, allt som har massa får det genom att interagera med det allsmäktiga Higgs-fältet, som upptar hela universum. Liksom de andra fälten som omfattas av standardmodellen, Higgs man skulle behöva en bärarpartikel för att påverka andra partiklar, och den partikeln är känd som Higgs boson.
Den 4 juli, 2012, forskare som arbetar med Large Hadron Collider (LHC) tillkännagav sin upptäckt av en partikel som beter sig som Higgs -bosonet bör bete sig. Resultaten, medan den publiceras med en hög grad av säkerhet, är fortfarande något preliminära. Vissa forskare kallar partikeln "Higgslike" tills resultaten - och data - klarar mer granskning. Oavsett, detta fynd kunde inleda en period av snabb upptäckt om vårt universum.
