21 лютого 2013 1:23:07
Бозон Хіггса: подробиці
Вступ
Через велику кількість питань про бозон Хіггса в одній з попередніх новин ми вирішили продовжити тему і розповісти про це детальніше. Розробляючи цю статтю ми намагалися зробити її максимально зручною і можливої для розуміння.
Постійна Планка
Світло, а так само будь-яка інша електромагнітне випромінювання - це одне з найбільш дивовижних природних явищ. Наука досі не може пояснити, що це, однак, як воно себе веде, вчені всього світу вивчають вже не перше століття і домоглися дійсно чималих успіхів. З одного боку світло (або будь-яке інше електромагнітне випромінювання) - це потік частинок, які називаються фотонами. Кожен фотон має масу, шлях і нікчемною, а отже несе енергію. Найменшу енергію мають радіо хвилі. Фотони, що володіють більшою енергією класифікуються, як фотони мікрохвиль. Далі з підвищенням енергії фотони несуть в собі інфрачервоне випромінювання (тепло) і, нарешті, видимий для ока спектр. Людське око вловлює їх, інформація передається в мозок, який на основі її формує зображення.
З іншого боку світло - це хвилі, причому хвилі, яким для поширення неправдивих потрібне середовище. Частота хвилі визначає, що це за випромінювання. Ви ніколи не назвете водяні бризки і морську хвилю одним і тим же. А електромагнітне випромінювання поєднує в собі всі ці властивості.
Відклавши спроби пояснити, чому світла вдається поєднувати в собі і те й інше, вчені стали досліджувати сам процес і те, як саме він відбувається. Частота хвилі, безумовно, прямо пропорційна енергії фотона. Коефіцієнт цієї пропорції називається постійної Планка. Ця константа показує, скільки джоулів енергії містить в собі фотон, частота хвилі якого - 1 Гц (від автора: спрощено для розуміння, на ділі визначення дещо складніше).
момент імпульсу
Абсолютно все, що існує в нашому світі складається з найдрібніших частинок, кожна з них знаходиться в постійному русі при нормальних умовах. Зазвичай це рух зводиться до обертання в тій чи іншій формі. Кількість обертального руху в фізиці визначається величиною, званої моментом імпульсу. У разі, якщо мова йде про елементарні частинки мікросвіту: ця величина носить назву Спін. По суті, спін показує, на скільки швидко обертається частка, якою масою володіє і як саме розподілено ця маса.
Спін дорівнює добутку постійної Планка на величину, характерну для конкретного типу частинки. По суті, спін частинки - це величина, що показує у скільки разів енергія частинки, що є частиною випромінювання частотою в 1 Гц перевищує енергію фотона (знову ж таки, визначення спрощено). Спін фотона дорівнює одиниці.
Бозон - це така частка, спін якої дорівнює цілому числу. Іншими словами - це така частка, яка поводиться як кілька фотонів, зчеплених разом, але при цьому представляє одну частинку.
поле Хіггса
Будь частці властива така характеристика, як заряд. Частинки з однойменними зарядами відштовхуються, з різнойменними - притягуються. Ця взаємодія називається електромагнітним. Довгий час вчені були впевнені в тому, що воно постійно і ніщо не може змусити працювати його по іншому, однак, гіпотези про подібні явища будувалися весь час. Одна з них - це існування так званого поля Хіггса.
Поле Хіггса - це поле, яке забезпечує спонтанне порушення електромагнітних взаємодій. Долю частинок, які потрапили в це поле передбачити дуже важко: електрони почнуть втрачати свої орбіти, ядра розсипатися, будуть формуватися атоми зовсім інакше влаштовані, ніж звичні нам (якщо їх, звичайно, все ще можна так називати). Поле Хіггса, як і світло, має двояку суть. Частка цього поля і називається бозоном Хіггса.
Вплив частки на світ
Теоретично, народившись одного разу після великого вибуху, поле Хіггса може пронизувати весь світ. Інтенсивність його взаємодії може наростати, падати або пульсувати. Однак в будь-якому випадку воно не може бути стабільним, як і світло Сонця. Тому, якщо поле Хіггса дійсно має місце бути, то з часом будова мікросвіту може змінюватися. Закони фізики і хімії теж будуть поступово змінюватися разом з ними. Руйнування світу таким, яким ми його представляємо неминуче, проте це буде не кінець, а початок нового світу.
Уявити, як він буде виглядати неможливо, так як те, що робить світ як-небудь виглядають - електромагнітні випромінювання, так само будуть неминуче змінюватися і перетворюватися.
Ми поки не знаємо, чи існують бозони Хіггса напевно і як вони себе ведуть, однак, відкрита в минулому році на ВАК субатомна частка, імовірно, якраз і є розшукуваний бозон Хіггса. Тому, якщо припущення вчених підтвердяться, уявлення людства про світ зміниться назавжди ...
