Higgsův boson

Higgsův boson (nebo Higgsova částice) je částice ve standardním fyzikálním modelu. V 60. letech 20. století Peter Higgs jako první naznačil, že by tato částice mohla existovat. Dne 14. března 2013 vědci v CERN předběžně potvrdili, že Higgsovu částici našli.

Higgsova částice je jednou ze 17 částic standardního modelu, fyzikálního modelu, který popisuje všechny známé základní částice. Higgsova částice je boson. Bosony jsou považovány za částice, které jsou zodpovědné za všechny fyzikální síly. Dalšími známými bosony jsou foton, bosony W a Z a gluon. Vědci zatím nevědí, jak spojit gravitaci se standardním modelem.

Higgsovo pole je fundamentální pole, které má zásadní význam pro teorii částicové fyziky. Na rozdíl od jiných známých polí, například elektromagnetického pole, nabývá Higgsovo pole téměř všude stejné nenulové hodnoty. Otázka existence Higgsova pole byla poslední neověřenou částí standardního modelu částicové fyziky a podle některých byla "ústředním problémem částicové fyziky".

Higgsův boson je obtížné detekovat. Higgsův boson je v porovnání s ostatními částicemi velmi hmotný, takže nevydrží příliš dlouho. Higgsovy bosony se obvykle v okolí nevyskytují, protože k jejich vytvoření je zapotřebí velké množství energie. Velký hadronový urychlovač v CERN byl postaven hlavně z tohoto důvodu. Urychluje dva svazky částic na téměř světelnou rychlost (pohybující se opačnými směry) a poté je uvede na dráhu, na které se vzájemně srazí.

Při každé srážce vzniká příval nových částic, které jsou detekovány detektory v okolí místa srážky. Stále existuje jen velmi malá šance, jedna ku deseti miliardám, že se Higgsův boson objeví a bude detekován. Aby bylo možné najít těch několik málo srážek s důkazem existence Higgsova bosonu, LHC rozbíjí biliony částic a superpočítače procházejí obrovské množství dat.

Higgsovy bosony se řídí zákonem zachování energie, který říká, že žádná energie nevzniká ani se neničí, ale může se přenášet nebo měnit svou formu. Nejdříve energie začíná v měřícím bosonu, který interaguje s Higgsovým polem. Tato energie je ve formě kinetické energie jako pohyb. Poté, co měrný boson interaguje s Higgsovým polem, zpomalí se. Toto zpomalení snižuje množství kinetické energie v měrném bosonu. Tato energie však není zničena. Místo toho energie z pohybu přechází do pole a přeměňuje se na hmotnostní energii, což je energie uložená ve hmotě. Vzniklá hmota se může stát tím, co nazýváme Higgsův boson. Množství vytvořené hmoty vychází ze slavné Einsteinovy rovnice E=mc2, která říká, že hmotnost se rovná velkému množství energie (například 1 kg hmotnosti odpovídá téměř 90 kvadrilionům joulů energie - stejnému množství energie, které spotřeboval celý svět v roce 2008 zhruba za hodinu a čtvrt). Protože množství energie hmoty vytvořené Higgsovým polem se rovná množství kinetické energie, kterou ztratil měrný boson zpomalením, energie se zachovává.

Higgsovy bosony se objevují v řadě vědeckofantastických příběhů. Fyzik Leon Lederman jej v roce 1993 nazval "božskou částicí".

Počítačem vytvořený obraz Higgsovy interakce
Počítačem vytvořený obraz Higgsovy interakce

Objevování

12. prosince 2011 oznámily dva týmy ATLAS a CMS, které na Velkém hadronovém urychlovači hledají Higgsův boson, že konečně získaly výsledky, které by mohly naznačovat existenci Higgsova bosonu; nevěděly však s jistotou, zda je to pravda.

4. července 2012 týmy na Velkém hadronovém urychlovači oznámily, že objevily částici, o níž se domnívají, že je Higgsovým bosonem.

14. března 2013 týmy provedly mnohem více testů a oznámily, že se nyní domnívají, že nová částice je Higgsův boson.


AlegsaOnline.com - 2020 / 2021 - License CC3