6 Virkninger Af At Finde En Higgs Boson Partikel

{h1}

Den såkaldte "guds partikel" har vidtrækkende konsekvenser, herunder stavning af universets ultimative død.

Fysikere annoncerede i dag (14. marts), at en partikel opdaget på verdens største atomsmasker sidste år er en Higgs boson, en eftertragtet partikel troede at forklare, hvordan andre partikler får deres masse.

Opdaget på Large Hadron Collider (LHC), hvor protoner lynlås i nærheden af ​​en 17 kilometer lang (27 kilometer) underjordisk ring under Schweiz og Frankrig, er Higgs bosonpartikel det sidste uopdagede stykke af puslespillet, forudsagt af Standardmodellen, den regerende teori om partikelfysik.

Bekræfter en Higgs boson, siger fysikere, vil have vidtrækkende konsekvenser. Her er seks af de største konsekvenser:

1. Massens oprindelse

Higgs boson har længe været tænkt nøglen til at løse mysteriens oprindelse af masse. Higgs boson er forbundet med et felt, kaldet Higgs-feltet, teoretiseret til at gennemsøge universet. Da andre partikler rejser gennem dette felt, erhverver de masse meget som svømmere, der bevæger sig gennem en pool, bliver våde, tænket går.

"Higgs-mekanismen er den ting, der gør det muligt for os at forstå, hvordan partiklerne får masse," sagde Joao Guimaraes da Costa, en fysiker ved Harvard University, som er Standard Model Convener på LHCs ATLAS-eksperiment, sidste år da opdagelsen blev annonceret. "Hvis der ikke var en sådan mekanisme, så ville alt være masseløst."

Bekræftelse af partiklen er en Higgs ville også bekræfte, at Higgs mekanismen for partikler til at erhverve masse er korrekt. "Denne opdagelse bærer viden om, hvordan massen kommer på kvanteplanet, og det er grunden til, at vi byggede LHC. Det er en enestående præstation, siger Caltech professor i fysik Maria Spiropulu, medformand for CMS-eksperimentet, i en erklæring sidste år. [Galleri: Søg efter Higgs Boson]
Og det kan give spor til det næste mysterium ned ad linjen, hvorfor enkelte partikler har de masser, de gør. "Det kunne være en del af en meget større teori," sagde Harvard University partikelfysiker Lisa Randall. "At vide, hvad Higgs boson er, er det første skridt at vide lidt mere om, hvad den teori kunne være. Den er forbundet."

2. Standardmodellen

Standardmodellen er den regerende teori om partikelfysik, der beskriver universets meget små bestanddele. Hver partikel forudsagt af standardmodellen er blevet opdaget - undtagen en: Higgs bosonen.

"Det er det manglende stykke i standardmodellen," siger Jonas Strandberg, en forsker hos CERN, der arbejder med ATLAS-eksperimentet, fortalte sidste år om partikelmeddelelsen. "Så det ville helt sikkert være en bekræftelse på, at de teorier vi har nu har ret."

Higgs boson hidtil synes at svare til forudsigelser fra standardmodellen. Alligevel er standardmodellen ikke tænkt som fuldstændig. Det omfatter ikke tyngdekraft, for eksempel, og efterlader det mørke stof, der tænkes at udgøre 98 procent af alt stof i universet. [6 rare fakta om tyngdekraften]

"Klar bevis på, at den nye partikel er Standard Model Higgs boson, vil stadig ikke fuldføre vores forståelse af universet," sagde Patty McBride, chef for CMS Center på Fermilab, i dag (14. marts) i en erklæring. "Vi ville stadig ikke forstå, hvorfor tyngdekraften er så svag, og vi ville have mysterierne i mørke materier til at konfrontere. Men det er tilfredsstillende at komme et skridt tættere på at validere en 48-årig teori."

3. Elektromagnetisk kraft

Bekræftelsen af ​​Higgs hjælper også med at forklare, hvordan to af de grundlæggende kræfter i universet - den elektromagnetiske kraft, der styrer interaktioner mellem ladede partikler og den svage kraft, der er ansvarlig for radioaktivt henfald - kan forenes. [9 uløste fysik mysterier]

Hver kraft i naturen er forbundet med en partikel. Partiklen bundet til elektromagnetisme er fotonet, en lille, masseløs partikel. Den svage kraft er forbundet med partikler kaldet W og Z bosoner, som er meget massive.

Higgs-mekanismen antages at være ansvarlig for dette.

"Hvis du introducerer Higgs-feltet, blander W og Z-bosonerne med marken, og gennem denne blanding får de masse," siger Strandberg. "Dette forklarer, hvorfor W og Z bosoner har masse, og forener også de elektromagnetiske og svage kræfter i elektroveakstyrken."

Selv om andre beviser har bidraget til at buffre foreningen af ​​disse to kræfter, kan Higgs-opdagelsen forsegle aftalen.

4. Supersymmetri

Teoriens supersymmetri påvirkes også af Higgs-opdagelsen. Denne idé indebærer, at hver kendt partikel har en "superpartner" -partikel med lidt forskellige egenskaber.

Supersymmetri er attraktivt, fordi det kan hjælpe med at forene nogle af de andre kræfter i naturen, og endda tilbyder en kandidat til partiklen, der udgør mørk stof. Hidtil har forskere imidlertid fundet tegn på kun en standardmodel Higgs boson uden nogen stærke hints af supersymmetriske partikler.

5. Validering af LHC

Large Hadron Collider er verdens største partikelaccelerator. Den blev bygget til omkring 10 milliarder dollar af Den Europæiske Organisation for Nuklear Forskning (CERN) for at undersøge højere energier end nogensinde blevet nået på Jorden. At finde Higgs boson blev prydet som en af ​​maskinens største mål.

Den nyligt annoncerede søgning tilbyder større validering for LHC og for de forskere, der har arbejdet med søgningen i mange år.

"Denne opdagelse bærer viden om, hvordan masse kommer på kvanteplanet, og det er grunden til, at vi byggede LHC. Det er en enestående præstation," sagde Spiropulu i en redegørelse sidste år. "Flere end en generation af videnskabsfolk har ventet på dette øjeblik, og partikelfysikere, ingeniører og teknikere i universiteter og laboratorier over hele verden har arbejdet i mange årtier for at nå frem til denne vigtige gaffel. Dette er det afgørende øjeblik for os at pause og reflektere over opdagelsens alvor, samt et øjeblik med enorm intensitet for at fortsætte dataindsamlingen og analyserne. "

Opdagelsen af ​​Higgs har også store implikationer for forskeren Peter Higgs og hans kolleger, der først foreslog Higgs-mekanismen i 1964. Fundamentet skinner også et symbolsk lys på bosons navnebror, den sene indiske fysiker og matematiker Satyendranath Bose, der sammen med Albert Einstein, hjalp med at definere bosoner. En klasse af elementære partikler, bosoner (som omfatter gluoner og gravitoner) formidler interaktioner mellem fermioner (herunder kvarker, elektroner og neutriner), den anden gruppe af grundlæggende byggesten af ​​universet.

6. Er universet dømt?

Higgs boson-opdagelsen åbner døren for nye beregninger, der ikke tidligere var mulige, siger forskere, herunder en, der tyder på, at universet er i en katastrofe i milliarder år fra nu.

Higgs bosons masse er en kritisk del af en beregning, der fremmer rummet og tidens fremtid. På omkring 126 gange protonens masser handler Higgs kun om, hvad der ville være nødvendigt for at skabe et fundamentalt ustabilt univers, der ville føre til en katastrofe tusinder af år fra nu af.

"Denne beregning fortæller dig, at mange titusinder af år fra nu kommer der en katastrofe," Joseph Lykken, en teoretisk fysiker ved Fermi National Accelerator Laboratory i Batavia, Ill., Sagde i sidste måned på det årlige møde i den amerikanske Foreningen for Bevidstgørelse af Videnskab.

"Det kan være, at det univers, vi lever i, er iboende ustabilt, og på noget tidspunkt milliarder af år fra nu vil det hele blive udslettet," tilføjede Lykken, en samarbejdspartner på CMS-eksperimentet.

Følg Clara Moskowitz på Twitter @ClaraMoskowitz. Følg WordsSideKick.com på Twitter @wordssidekick, Facebook eller Google+. Originalartikel på WordsSideKick.com.


Video Supplement: What is Dark Matter and Dark Energy?.




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com