Что это за вещь, о которой мы постоянно слышим, - бозон Хиггса, и почему это важно?
Говорят, что лучший способ учиться - это учить. И если я сделаю это правильно, может быть, просто возможно, я пойму это немного лучше к концу эпизода.
Я хотел бы прояснить, что это видео предназначено для человека, чьи глаза сверкают каждый раз, когда вы слышите термин бозон Хиггса. Вы знаете, что это какая-то частица, Нобелевская премия, масса, бла-бла. Но вы не понимаете, что это такое и почему это важно.
Во-первых, давайте начнем со стандартной модели. По сути, это законы физики элементарных частиц, как их понимают ученые. Они объясняют всю материю и силы, которые мы видим вокруг нас. Ну, в большинстве случаев, есть несколько больших загадок, которые мы обсудим, когда углубимся в это.
Но важно понимать, что есть две основные категории: фермионы и бозоны.
Фермионы - это материя. Есть протоны и нейтроны, которые состоят из кварков, и есть лептоны, которые являются неделимыми, как электроны и нейтрино. Со мной так далеко? Все, к чему вы можете прикоснуться - эти фермионы
Бозоны - это частицы, которые передают силы Вселенной. Вероятно, вы знакомы с фотоном, который передает электромагнитную силу. Затем идет глюон, который связывает сильную ядерную силу, и бозоны W и Z, которые связывают слабую ядерную силу.
Тайна № 1, гравитация. Хотя это одна из фундаментальных сил Вселенной, никто не обнаружил бозонную частицу, которая передает эту силу. Итак, если вы ищете Нобелевскую премию, найдите гравитационный бозон и он ваш. Докажите, что у гравитации нет бозона, и вы также можете получить Нобелевскую премию. В любом случае, для вас есть Нобелевская премия.
Опять же, это стандартная модель, и она точно описывает законы природы, как мы их видим вокруг нас.
Одной из самых больших нерешенных загадок в физике было понятие массы. Почему у чего-то есть масса или инерция? Почему количество физических «вещей» в объекте определяет, как легко двигаться, или как трудно его остановить?
В 1960-х годах физик Питер Хиггс предсказал, что должно быть какое-то поле, пронизывающее все пространство и взаимодействующее с веществом, как рыба, плавающая в воде. Чем больше масса объекта, тем больше он взаимодействует с этим полем Хиггса.
И так же, как и другие фундаментальные силы во Вселенной, поле Хиггса должно иметь соответствующий бозон для передачи силы - это бозон Хиггса.
Само поле необнаружимо, но если бы вы могли как-то обнаружить соответствующие частицы Хиггса, вы могли бы предположить существование поля.
И именно здесь вступает в действие Большой адронный коллайдер. Работа ускорителя частиц заключается в преобразовании энергии в вещество по формуле e = mc2. Ускоряя частицы - как протоны - до огромных скоростей, они дают им огромное количество кинетической энергии. Фактически, в своей нынешней конфигурации LHC перемещает протоны до 0.999999991c, что примерно на 10 км / ч медленнее скорости света.
Когда пучки частиц, движущихся в противоположных направлениях, разбиваются вместе, это концентрирует огромное количество энергии в крошечном объеме пространства. Этой энергии нужно куда-то идти, чтобы она замерзла как материя (спасибо Эйнштейну). Чем больше энергии вы можете столкнуть, тем больше массивных частиц вы можете создать.
И вот, в 2013 году LHC позволил физикам наконец-то подтвердить присутствие бозона Хиггса, настроив энергию столкновений точно на нужный уровень, а затем обнаружив каскад частиц, которые возникают при распаде бозонов Хиггса.
Поскольку правильные частицы обнаружены, вы можете предположить наличие бозона Хиггса, и из-за этого вы можете предположить наличие поля Хиггса. Нобелевские премии для всех.
Я сказал, что осталось несколько загадок; Конечно, гравитация была одна, но есть и другие. Реальность такова, что физики теперь знают, что вещество, которое я описал, на самом деле является лишь частью всей Вселенной. По оценкам космологов, только 4% Вселенной - это обычное барионное вещество, с которым мы знакомы.
Еще 23% - темная материя, а еще 73% - темная энергия. Таким образом, есть еще много загадок, которые заставляют физиков работать годами.
И вот, в 2013 году Большой адронный коллайдер, наконец, обнаружил частицу, которую физики предсказывали на 50 лет. Последняя часть Стандартной Модели была наконец доказана, и мы ближе к пониманию того, что такое 4% Вселенной. Остальные 96% (ох и гравитация) до сих пор остаются загадкой.
Физики поднимают LHC на все более и более высокие уровни энергии, чтобы искать другие частицы, понимать темную материю и смотреть, могут ли они генерировать микроскопические черные дыры. У этого могущественного инструмента гораздо больше научных открытий, так что следите за обновлениями.
Это вкратце бозон Хиггса. Дайте мне знать, если вы хотите поговорить о других понятиях в физике элементарных частиц. Поместите свои идеи в комментарии ниже.
Подкаст (аудио): Скачать (Продолжительность: 6:17 - 5,8 МБ)
Подписаться: Apple Podcasts | Android | RSS
Подкаст (видео): Скачать (Продолжительность: 6:40 - 78,9 МБ)
Подписаться: Apple Podcasts | Android | RSS
