Sisi, timu ya Quantuz, (tunajaribu kujiunga na jumuiya ya GT) tunatoa tafsiri yetu ya sehemu ya tovuti ya particleadventure.org inayotolewa kwa Higgs boson. Katika maandishi haya tumeondoa picha zisizo na habari (kwa toleo kamili, angalia asili). Nyenzo zitavutia mtu yeyote anayevutiwa na mafanikio ya hivi punde ya fizikia iliyotumika.
Jukumu la Higgs boson
Higgs boson ilikuwa chembe ya mwisho iliyogunduliwa katika Modeli ya Kawaida. Hii ni sehemu muhimu ya nadharia. Ugunduzi wake ulisaidia kuthibitisha utaratibu wa jinsi chembe za msingi hupata wingi. Chembe hizi za kimsingi katika Muundo wa Kawaida ni quark, leptoni, na chembe za kubeba nguvu.Nadharia ya 1964
Mnamo 1964, wanafizikia sita wa kinadharia walidhania kuwepo kwa uwanja mpya (kama uwanja wa sumakuumeme) ambao hujaza nafasi yote na kutatua tatizo muhimu katika ufahamu wetu wa ulimwengu.Kwa kujitegemea, wanafizikia wengine walitengeneza nadharia ya chembe za kimsingi, ambayo hatimaye iliitwa Standard Model, ambayo ilitoa usahihi wa ajabu (usahihi wa majaribio wa baadhi ya sehemu za Standard Model hufikia 1 kati ya bilioni 10. Hii ni sawa na kutabiri umbali kati ya New York na San Francisco na usahihi wa karibu 0.4 mm). Juhudi hizi zilionekana kuwa na uhusiano wa karibu. Muundo wa Kawaida ulihitaji utaratibu wa chembe kupata wingi. Nadharia ya uwanja ilitengenezwa na Peter Higgs, Robert Brout, Francois Englert, Gerald Guralnick, Carl Hagen na Thomas Kibble.
Boson
Peter Higgs alitambua kwamba, kwa mlinganisho na nyanja zingine za quantum, lazima kuwe na chembe inayohusishwa na uwanja huu mpya. Ni lazima iwe na spin sawa na sifuri na, hivyo, kuwa boson - chembe na integer spin (tofauti na fermions, ambayo ina nusu-integer spin: 1/2, 3/2, nk). Na kwa kweli hivi karibuni ilijulikana kama Higgs Boson. Upungufu wake pekee ni kwamba hakuna mtu aliyeiona.Uzito wa kifua ni nini?
Kwa bahati mbaya, nadharia iliyotabiri boson haikubainisha wingi wake. Miaka ilipita hadi ikawa wazi kwamba kifua cha Higgs lazima kiwe kizito sana na uwezekano mkubwa zaidi wa kufikiwa na vifaa vilivyojengwa kabla ya Large Hadron Collider (LHC).Kumbuka kwamba kulingana na E=mc 2, kadri wingi wa chembe unavyozidi kuongezeka, ndivyo nishati zaidi inahitajika kuiunda.
Wakati LHC ilipoanza kukusanya data mwaka 2010, majaribio katika vichapuzi vingine yalionyesha kuwa uzito wa kifua cha Higgs unapaswa kuwa zaidi ya 115 GeV/c2. Wakati wa majaribio katika LHC ilipangwa kutafuta ushahidi wa boson katika safu ya wingi 115-600 GeV/c2 au hata zaidi ya 1000 GeV/c2.
Kila mwaka, iliwezekana kwa majaribio kuwatenga bosons na raia wa juu. Mnamo 1990 ilijulikana kuwa misa inayohitajika inapaswa kuwa kubwa kuliko 25 GeV/c2, na mnamo 2003 ikawa kubwa kuliko 115 GeV/c2.
Migongano kwenye Collider Kubwa ya Hadron inaweza kutoa vitu vingi vya kupendeza
Dennis Overbye katika gazeti la New York Times anazungumza juu ya kuunda upya hali ya trilioni ya sekunde baada ya Big Bang na kusema:« ...mabaki ya [mlipuko] katika sehemu hii ya ulimwengu hayajaonekana tangu Ulimwengu ulipopozwa miaka bilioni 14 iliyopita - chemchemi ya maisha ni ya kupita, tena na tena katika tofauti zake zote zinazowezekana, kana kwamba Ulimwengu. walikuwa wakishiriki katika toleo lake la filamu ya Siku ya Groundhog»
Moja ya "mabaki" haya inaweza kuwa kifua cha Higgs. Uzito wake lazima uwe mkubwa sana, na lazima uoze kwa chini ya nanosecond.
Tangazo
Baada ya nusu karne ya matarajio, mchezo wa kuigiza ulikuwa mkali. Wanafizikia walilala nje ya ukumbi ili kuchukua viti vyao kwenye semina kwenye maabara ya CERN huko Geneva.Umbali wa maili elfu kumi, kwa upande mwingine wa sayari, katika kongamano la kimataifa la hadhi ya fizikia ya chembe huko Melbourne, mamia ya wanasayansi kutoka pembe zote za dunia walikusanyika ili kusikiliza semina hiyo ikitangazwa kutoka Geneva.
Lakini kwanza, acheni tuangalie usuli.
Fataki tarehe 4 Julai
Mnamo tarehe 4 Julai 2012, wakurugenzi wa majaribio ya ATLAS na CMS katika Gari la Kubwa la Hadron Collider waliwasilisha matokeo yao ya hivi punde katika utafutaji wa Higgs boson. Kulikuwa na uvumi kwamba wangeenda kuripoti zaidi ya ripoti ya matokeo tu, lakini je!Kwa hakika, matokeo yalipowasilishwa, ushirikiano wote uliofanya majaribio uliripoti kwamba wamepata ushahidi wa kuwepo kwa chembe ya "Higgs boson-like" yenye wingi wa takriban 125 GeV. Kwa hakika ilikuwa ni chembe, na ikiwa sio kifua cha Higgs, basi ni kuiga kwa hali ya juu sana.
Ushahidi haukuwa kamili; wanasayansi walikuwa na matokeo ya sigma tano, ikimaanisha kuwa kulikuwa na chini ya nafasi moja kati ya milioni kwamba data ilikuwa makosa ya takwimu.
Kifua cha Higgs huharibika na kuwa chembechembe nyingine
Kifua cha Higgs huoza na kuwa chembechembe zingine mara tu baada ya kuzalishwa, kwa hivyo tunaweza tu kuona bidhaa zake za kuoza. Uozo wa kawaida (kati ya wale ambao tunaweza kuona) huonyeshwa kwenye takwimu:
Kila hali ya kuoza ya kifua cha Higgs inajulikana kama "chaneli ya kuoza" au "modi ya kuoza". Ingawa hali ya bb ni ya kawaida, michakato mingine mingi hutoa chembe zinazofanana, kwa hivyo ukichunguza kuoza kwa bb, ni ngumu sana kujua ikiwa chembe hizo zinatokana na kifua cha Higgs au kitu kingine. Tunasema kwamba hali ya kuoza ya bb ina "mandhari pana".
Njia bora zaidi za kuoza za kutafuta Higgs boson ni chaneli za fotoni mbili na Z boson mbili.*
*(Kitaalam, kwa 125 GeV Higgs boson molekuli, kuoza katika mbili Z bosons haiwezekani, kwa kuwa Z boson ina molekuli ya 91 GeV, na kusababisha jozi kuwa na molekuli ya 182 GeV, zaidi ya 125 GeV. Hata hivyo, tunachoona ni kuoza kuwa Z-boson na Z-boson pepe (Z*), ambayo uzito wake ni mdogo zaidi.)
Kuoza kwa kifua cha Higgs hadi Z + Z
Z bosons pia zina njia kadhaa za kuoza, ikiwa ni pamoja na Z → e+ + e- na Z → µ+ + µ-.Hali ya kuoza ya Z + Z ilikuwa rahisi sana kwa majaribio ya ATLAS na CMS, huku vifusi vya Z vilioza katika mojawapo ya hali mbili (Z → e+ e- au Z → µ+ µ-). Takwimu inaonyesha njia nne za kuoza za kifua cha Higgs:
Matokeo ya mwisho ni kwamba wakati mwingine mwangalizi ataona (pamoja na baadhi ya chembe zisizofungwa) muon nne, au elektroni nne, au muon mbili na elektroni mbili.
Je, kifua cha Higgs kingeonekanaje kwenye kigunduzi cha ATLAS
Katika tukio hili, "jet" (jet) ilionekana kwenda chini, na kifua cha Higgs kilikuwa kinapanda, lakini kilioza karibu mara moja. Kila picha ya mgongano inaitwa "tukio".
Mfano wa tukio na uwezekano wa kuoza kwa kifua cha Higgs kwa namna ya uhuishaji mzuri wa mgongano wa protoni mbili kwenye Collider Kubwa ya Hadron, unaweza kuiona kwenye tovuti ya chanzo kwenye kiungo hiki.
Katika tukio hili, kifua cha Higgs kinaweza kuzalishwa na kisha kuoza mara moja kwenye vifuko viwili vya Z, ambavyo kwa upande wake huoza mara moja (kuacha muons mbili na elektroni mbili).
Utaratibu unaotoa wingi kwa chembe
Ugunduzi wa kifua cha Higgs ni kidokezo cha ajabu cha jinsi chembe msingi hupata wingi, kama inavyodaiwa na Higgs, Brout, Engler, Gerald, Karl na Kibble. Huu ni utaratibu wa aina gani? Hii ni nadharia ngumu sana ya hisabati, lakini wazo lake kuu linaweza kueleweka kwa mlinganisho rahisi.Hebu fikiria nafasi iliyojaa uga wa Higgs, kama karamu ya wanafizikia wakiwasiliana kwa utulivu na Visa...
Wakati fulani, Peter Higgs anaingia na kuzua msisimko anaposogea kwenye chumba, akivutia kundi la mashabiki kwa kila hatua...
Kabla ya kuingia chumbani, Profesa Higgs angeweza kusonga kwa uhuru. Lakini baada ya kuingia kwenye chumba kilichojaa wanafizikia, kasi yake ilipungua. Kundi la mashabiki lilipunguza mwendo wake katika chumba; kwa maneno mengine, alipata wingi. Hii ni sawa na chembe isiyo na wingi inayopata wingi inapoingiliana na uga wa Higgs.
Lakini alichokuwa anakitaka ni kufika baa tu!
(Wazo la mlinganisho ni la Prof. David J. Miller kutoka Chuo Kikuu cha London, ambaye alishinda tuzo kwa maelezo yanayopatikana ya Higgs boson - © CERN)
Higgs boson inapataje misa yake yenyewe?
Kwa upande mwingine, habari zinapoenea karibu na chumba, pia huunda makundi ya watu, lakini wakati huu pekee ya wanafizikia. Kikundi kama hicho kinaweza kuzunguka chumba polepole. Kama chembe nyingine, kifua cha Higgs hupata wingi kwa kuingiliana na uga wa Higgs.
Kutafuta wingi wa kifua cha Higgs
Je, unapataje misa ya kifua cha Higgs ikiwa itaoza na kuwa chembechembe nyingine kabla hatujaigundua?Ikiwa unaamua kukusanyika baiskeli na unataka kujua umati wake, unapaswa kuongeza wingi wa sehemu za baiskeli: magurudumu mawili, sura, vidole, tandiko, nk.
Lakini ikiwa unataka kuhesabu misa ya kifua cha Higgs kutoka kwa chembe iliyooza, huwezi kuongeza misa. Kwa nini isiwe hivyo?
Kuongeza wingi wa chembe za kuoza kwa boson ya Higgs haifanyi kazi, kwa kuwa chembe hizi zina nishati kubwa ya kinetic ikilinganishwa na nishati iliyobaki (kumbuka kwamba kwa chembe katika mapumziko E = mc 2). Hii hutokea kutokana na ukweli kwamba wingi wa kifua cha Higgs ni kubwa zaidi kuliko wingi wa bidhaa za mwisho za kuoza kwake, hivyo nishati iliyobaki huenda mahali fulani, yaani, katika nishati ya kinetic ya chembe zinazotokea baada ya kuoza. Uhusiano unatuambia kutumia mlinganyo ulio hapa chini kukokotoa "misa isiyobadilika" ya seti ya chembe baada ya kuoza, ambayo itatupa wingi wa "mzazi", kifua cha Higgs:
E 2 =p 2 c 2 +m 2 c 4
Kupata wingi wa kifua cha Higgs kutoka kwa bidhaa zake za kuoza
Kumbuka ya Quantuz: hapa hatuna uhakika kidogo wa tafsiri, kwa kuwa kuna maneno maalum yanayohusika. Tunapendekeza kulinganisha tafsiri na chanzo endapo itawezekana.Tunapozungumza kuhusu kuoza kama H → Z + Z* → e+ + e- + µ+ + µ-, basi michanganyiko minne inayowezekana iliyoonyeshwa hapo juu inaweza kutokea kutokana na kuoza kwa boson ya Higgs na michakato ya usuli, kwa hivyo tunahitaji kuangalia histogram ya jumla ya wingi wa chembe nne katika michanganyiko hii.
Histogram ya wingi inamaanisha kuwa tunazingatia idadi kubwa ya matukio na kutambua idadi ya matukio hayo wakati misa inayotokana na kutofautiana inapatikana. Inaonekana kama histogram kwa sababu maadili ya molekuli yasiyobadilika yamegawanywa katika safu wima. Urefu wa kila safu unaonyesha idadi ya matukio ambayo misa ya kibadilishi iko katika safu inayolingana.
Tunaweza kufikiria kwamba haya ni matokeo ya kuoza kwa kifua cha Higgs, lakini hii sivyo.
Data ya Higgs boson kutoka kwa mandharinyuma
Maeneo mekundu na ya zambarau ya histogram yanaonyesha "background" ambapo idadi ya matukio ya leptoni nne yanayotarajiwa kutokea bila ushiriki wa Higgs boson.Eneo la bluu (tazama uhuishaji) linawakilisha utabiri wa "ishara", ambapo idadi ya matukio ya leptoni nne inaonyesha matokeo ya kuoza kwa kifua cha Higgs. Ishara imewekwa juu ya usuli kwa sababu ili kupata jumla ya idadi iliyotabiriwa ya matukio, unajumlisha tu matokeo yote yanayowezekana ya matukio ambayo yanaweza kutokea.
Dots nyeusi zinaonyesha idadi ya matukio yaliyozingatiwa, wakati mistari nyeusi inayopita kwenye vitone inawakilisha kutokuwa na uhakika wa takwimu katika nambari hizi. Kupanda kwa data (tazama slaidi inayofuata) katika 125 GeV ni ishara ya chembe mpya ya 125 GeV (Higgs boson).
Uhuishaji wa mageuzi ya data ya Higgs boson inapojikusanya uko kwenye tovuti asili.
Ishara ya boson ya Higgs huinuka polepole juu ya usuli.
Data kutoka kwa kifua cha Higgs inaoza kuwa fotoni mbili
Oza katika fotoni mbili (H → γ + γ) ina mandharinyuma pana zaidi, lakini hata hivyo ishara inatofautishwa wazi.
Hii ni histogram ya misa isiyobadilika kwa kuoza kwa kifua cha Higgs kuwa fotoni mbili. Kama unaweza kuona, mandharinyuma ni pana sana ikilinganishwa na chati iliyotangulia. Hii ni kwa sababu kuna michakato mingi zaidi inayozalisha fotoni mbili kuliko kuna michakato inayozalisha leptoni nne.
Mstari mwekundu uliokatika unaonyesha usuli, na mstari mwekundu mnene unaonyesha jumla ya usuli na ishara. Tunaona kwamba data iko katika makubaliano mazuri na chembe mpya karibu 125 GeV.
Hasara za data ya kwanza
Data ilikuwa ya kulazimisha lakini si kamilifu na ilikuwa na mapungufu makubwa. Kufikia Julai 4, 2012, hakukuwa na takwimu za kutosha kubainisha kasi ambayo chembe (higgs boson) huoza na kuwa seti mbalimbali za chembe kubwa kidogo (kinachojulikana kama "idadi za matawi") iliyotabiriwa na Standard Model."Uwiano wa matawi" ni uwezekano tu kwamba chembe itaoza kupitia njia fulani ya kuoza. Uwiano huu unatabiriwa na Muundo Wastani na kupimwa kwa kuangalia mara kwa mara uozo wa chembe sawa.
Grafu ifuatayo inaonyesha vipimo bora zaidi vya uwiano wa matawi tunavyoweza kufanya kufikia mwaka wa 2013. Kwa kuwa haya ni idadi iliyotabiriwa na Modeli ya Kawaida, matarajio ni 1.0. Pointi ni vipimo vya sasa. Ni wazi, baa za makosa (mistari nyekundu) bado ni kubwa sana kufikia hitimisho kubwa. Sehemu hizi hufupishwa kadri data mpya inavyopokelewa na pointi huenda zikasogezwa.
Unajuaje kuwa mtu anaangalia tukio la mgombea wa kifua cha Higgs? Kuna vigezo vya kipekee vinavyotofautisha matukio hayo.
Je, chembe ni boson ya Higgs?
Ingawa chembe hiyo mpya ilikuwa imegunduliwa kuoza, kiwango ambacho ilikuwa ikitokea bado haikuwa wazi kufikia tarehe 4 Julai. Haikujulikana hata kama chembe iliyogunduliwa ilikuwa na nambari sahihi za quantum-yaani, ikiwa ilikuwa na msokoto na usawa unaohitajika kwa kifua cha Higgs.Kwa maneno mengine, mnamo tarehe 4 Julai chembe hiyo ilionekana kama bata, lakini tulihitaji kuhakikisha inaogelea kama bata na kunyata kama bata.
Matokeo yote kutoka kwa majaribio ya ATLAS na CMS ya Collider Kubwa ya Hadron (pamoja na Tevatron collider huko Fermilab) baada ya Julai 4, 2012 ilionyesha makubaliano ya ajabu na uwiano wa matawi unaotarajiwa kwa njia tano za kuoza zilizojadiliwa hapo juu, na kukubaliana na spin inayotarajiwa. (sawa na sifuri) na usawa (sawa na +1), ambazo ndizo nambari za msingi za quantum.
Vigezo hivi ni muhimu katika kubainisha ikiwa chembe mpya kweli ni kifua cha Higgs au chembe nyingine isiyotarajiwa. Kwa hivyo ushahidi wote unaopatikana unaelekeza kwa kifua cha Higgs kutoka kwa Modeli ya Kawaida.
Baadhi ya wanafizikia waliona hili kuwa jambo la kukatisha tamaa! Ikiwa chembe mpya ni kifua cha Higgs kutoka kwa Modeli ya Kawaida, basi Modeli ya Kawaida imekamilika. Kinachoweza kufanywa sasa ni kuchukua vipimo kwa usahihi unaoongezeka wa kile ambacho tayari kimegunduliwa.
Lakini ikiwa chembe mpya itageuka kuwa kitu ambacho hakijatabiriwa na Modeli ya Kawaida, itafungua mlango kwa nadharia nyingi mpya na maoni kujaribiwa. Matokeo yasiyotarajiwa kila wakati yanahitaji maelezo mapya na kusaidia kusukuma fizikia ya kinadharia mbele.
Misa ilitoka wapi Ulimwenguni?
Katika suala la kawaida, wingi wa misa iko katika atomi, na, kwa usahihi zaidi, iko kwenye kiini kilicho na protoni na neutroni.Protoni na neutroni hufanywa kwa quark tatu, ambazo hupata wingi wao kwa kuingiliana na uwanja wa Higgs.
LAKINI... wingi wa quark huchangia takriban MeV 10, ambayo ni karibu 1% ya wingi wa protoni na nyutroni. Kwa hivyo misa iliyobaki inatoka wapi?
Inabadilika kuwa wingi wa protoni hutoka kwa nishati ya kinetic ya quarks zake za kawaida. Kama vile unavyojua, wingi na nishati vinahusiana na usawa wa E=mc 2.
Kwa hivyo ni sehemu ndogo tu ya wingi wa maada ya kawaida katika Ulimwengu ambayo ni ya utaratibu wa Higgs. Hata hivyo, kama tutakavyoona katika sehemu inayofuata, Ulimwengu haungekalika kabisa bila misa ya Higgs, na kusingekuwa na mtu wa kugundua utaratibu wa Higgs!
Ikiwa hakukuwa na uwanja wa Higgs?
Ikiwa hakungekuwa na uwanja wa Higgs, Ulimwengu ungekuwaje?Sio dhahiri hivyo.
Kwa hakika hakuna kitu ambacho kingefunga elektroni kwenye atomi. Wangeweza kuruka mbali kwa kasi ya mwanga.
Lakini quarks zimefungwa na mwingiliano wenye nguvu na haziwezi kuwepo kwa fomu ya bure. Baadhi ya majimbo ya quarks yanaweza kuhifadhiwa, lakini haijulikani kuhusu protoni na neutroni.
Yote haya labda yangekuwa kama suala la nyuklia. Na labda haya yote yalianguka kama matokeo ya mvuto.
Jambo ambalo tuna hakika nalo: Ulimwengu ungekuwa baridi, giza na usio na uhai.
Kwa hivyo boson ya Higgs inatuokoa kutoka kwa ulimwengu baridi, giza, usio na uhai ambapo hakuna watu wa kugundua kifua cha Higgs.
Je, bosi ya Higgs ni boson kutoka kwa Modeli ya Kawaida?
Tunajua kwa hakika kwamba chembe tuliyogundua ni kifua cha Higgs. Tunajua pia kuwa inafanana sana na kifua cha Higgs kutoka kwa Modeli ya Kawaida. Lakini kuna mambo mawili ambayo bado hayajathibitishwa:1. Licha ya ukweli kwamba boson ya Higgs ni kutoka kwa Standard Model, kuna tofauti ndogo zinazoonyesha kuwepo kwa fizikia mpya (sasa haijulikani).
2. Kuna zaidi ya bosoni moja ya Higgs, yenye misa tofauti. Hii pia inaonyesha kuwa kutakuwa na nadharia mpya za kuchunguza.
Muda na data mpya pekee ndizo zitakazofichua ama usafi wa Modeli ya Kawaida na kifua chake au nadharia mpya za kusisimua za kimwili.
Chembe ya msingi ya Higgs boson, iliyopewa jina la mwanafizikia wa Uingereza Peter Higgs, ambaye kinadharia alitabiri kuwepo kwake nyuma mwaka wa 1964, labda ni mojawapo ya siri na ya kushangaza zaidi katika fizikia ya kisasa. Ni yeye ambaye alisababisha mabishano mengi na majadiliano katika jamii ya wanasayansi, na mtu hata akampa epithet isiyo ya kawaida kama "kipande cha Mungu." Pia kuna wenye shaka ambao wanadai kwamba boson ya Higgs haipo na yote haya si chochote zaidi ya uwongo wa kisayansi. Kiini cha Higgs ni nini, jinsi kiligunduliwa, ni mali gani inayo, soma juu yake zaidi.
Higgs boson ni nini: maelezo kwa lugha rahisi
Ili kuelezea kiini cha kifua cha Higgs kwa urahisi na kwa uwazi iwezekanavyo sio tu kwa mwanafizikia wa kisayansi, bali pia kwa mtu wa kawaida anayevutiwa na sayansi, ni muhimu kuamua kwa lugha ya mifano na kulinganisha. Ingawa, kwa kweli, mifano yote na kulinganisha ambayo yanahusiana na fizikia ya chembe za msingi haziwezi kuwa kweli na sahihi. Sehemu ile ile ya sumakuumeme au wimbi la quantum sio uwanja au wimbi kwa maana ambayo watu hufikiria kawaida, kama vile atomi zenyewe sio nakala zilizopunguzwa za mfumo wa Jua, ambamo elektroni huzunguka kiini cha atomiki kama sayari. karibu nao. Na ingawa mafumbo na kulinganisha bado havielezi kiini cha mambo hayo yanayotokea katika fizikia ya quantum, hata hivyo huturuhusu kukaribia kuelewa mambo haya.
Ukweli wa kuvutia: mnamo 1993, Waziri wa Elimu wa Uingereza hata alitangaza mashindano kwa maelezo rahisi zaidi ya kile kifua cha Higgs ni. Mshindi alikuwa maelezo kuhusiana na chama.
Kwa hivyo, fikiria karamu iliyojaa watu, basi mtu Mashuhuri (kwa mfano, "nyota ya mwamba") anaingia kwenye chumba na wageni wanaanza kumfuata mara moja, kila mtu anataka kuwasiliana na "nyota," wakati "rock star" yenyewe inakwenda polepole. kuliko wageni wengine wote. Kisha watu hukusanyika katika vikundi tofauti ambapo wanajadili habari au uvumi fulani kuhusiana na nyota huyo wa muziki wa rock, huku watu wakihama kwa fujo kutoka kundi hadi kundi. Kama matokeo, inaonekana kwamba watu wanajadili uvumi, karibu na mtu Mashuhuri, lakini bila ushiriki wake wa moja kwa moja. Kwa hiyo, watu wote wanaoshiriki katika chama ni uwanja wa Higgs, makundi ya watu ni fujo ya uwanja, na mtu mashuhuri, kwa sababu hiyo waliundwa, ni boson ya Higgs.
Ikiwa mfano huu hauko wazi kabisa kwako, basi hapa kuna nyingine: fikiria meza laini ya billiard ambayo kuna mipira - chembe za msingi. Mipira hii hutawanyika kwa urahisi katika mwelekeo tofauti na kusonga kila mahali bila vizuizi. Sasa fikiria kwamba meza ya billiard imefunikwa na aina fulani ya dutu yenye nata ambayo inafanya kuwa vigumu kwa mipira kusonga kando yake. Misa hii ya nata ni uwanja wa Higgs, wingi wa uwanja huu ni sawa na wingi wa chembe zinazoshikamana nayo. Kifua cha Higgs ni chembe inayolingana na uwanja huu wa kunata. Hiyo ni, ikiwa unapiga meza ya billiard na molekuli hii yenye nata, basi kiasi kidogo cha molekuli hii yenye fimbo itaunda kwa muda Bubble, ambayo hivi karibuni itaenea juu ya meza tena, na hivyo, Bubble hii ni boson ya Higgs.
Ugunduzi wa kifua cha Higgs
Kama tulivyoandika hapo mwanzoni, kifua cha Higgs kiligunduliwa kwa mara ya kwanza kinadharia na mwanafizikia wa Uingereza Peter Higgs, ambaye alipendekeza kwamba chembe fulani ya msingi isiyojulikana ilihusika katika mchakato wa kuvunja ulinganifu wa umeme katika modeli ya kawaida ya fizikia ya chembe. Hii ilitokea mnamo 1964, mara baada ya kuwa utaftaji wa uwepo halisi wa chembe hii ya msingi ulianza, hata hivyo, kwa miaka mingi walishindwa. Kwa sababu ya hili, wanasayansi wengine kwa mzaha walianza kuita kifuko cha Higgs "chembe iliyolaaniwa" au "chembe ya Mungu."
Na kwa hivyo, ili kudhibitisha au kukataa uwepo wa "chembe ya Mungu" ya kushangaza, kiongeza kasi cha chembe kilijengwa mnamo 2012. Majaribio juu yake kwa majaribio yalithibitisha kuwepo kwa kifua cha Higgs, na mgunduzi wa chembe, Peter Higgs, alishinda Tuzo ya Nobel ya Fizikia mwaka wa 2013 kwa ugunduzi huu.
Tukirudi kwenye mlinganisho wetu kuhusu jedwali la billiard, ili kuona kifua cha Higgs, wanafizikia walihitaji kugonga misa hii yenye kunata ambayo iko kwenye meza kwa nguvu inayofaa ili kupata Bubble kutoka kwake, boson ya Higgs yenyewe. Kwa hivyo, viongeza kasi vya chembe za karne ya 20 iliyopita hazikuwa na nguvu ya kutoa "kupiga meza" kwa nguvu inayohitajika, na ni Collider Kubwa ya Hadron tu, iliyoundwa mwanzoni mwa karne yetu ya 21, kama wanasema, ilisaidia. wanafizikia “wanapiga meza” kwa nguvu ifaayo na kuona kwa macho yako mwenyewe “kipande cha Mungu.”
Faida za kifua cha Higgs
Kwa mtu aliye mbali na sayansi kwa ujumla na kutoka kwa fizikia haswa, utaftaji wa chembe fulani ya msingi unaweza kuonekana kuwa hauna maana, lakini ugunduzi wa kifua cha Higgs ni muhimu sana kwa sayansi. Kwanza kabisa, ujuzi wetu wa kifua utasaidia kwa mahesabu ambayo hufanywa katika fizikia ya kinadharia wakati wa kusoma muundo wa Ulimwengu.
Hasa, wanafizikia wamependekeza kuwa nafasi nzima inayotuzunguka imejaa vifungo vya Higgs. Wakati wa kuingiliana na chembe zingine za msingi, mifupa huwapa misa yao, na ikiwa inawezekana kuhesabu wingi wa chembe fulani za msingi, basi misa ya kifua cha Higgs pia inaweza kuhesabiwa. Na ikiwa tunayo wingi wa kifua cha Higgs, kisha kuitumia, kwenda kinyume, tunaweza pia kuhesabu wingi wa chembe nyingine za msingi.
Bila shaka, haya yote ni mawazo ya kimatendo kutoka kwa mtazamo wa fizikia ya kitaaluma, lakini gazeti letu pia ni sayansi maarufu, kuzungumza juu ya mambo mazito ya kisayansi kwa lugha rahisi na inayoeleweka.
Hatari ya kifua cha Higgs
Wasiwasi kuhusu kifua cha Higgs na majaribio nayo yalitambuliwa na mwanasayansi wa Uingereza Stephen Hawking. Kulingana na Hawking, kifua cha Higgs ni chembe ya msingi isiyo na msimamo na, kama matokeo ya seti fulani ya hali, inaweza kusababisha kuoza kwa utupu na kutoweka kabisa kwa dhana kama vile nafasi na wakati. Lakini usijali, ili jambo kama hili litokee, ni muhimu kujenga mgongano wa ukubwa wa sayari yetu nzima.
Tabia ya Higgs Boson
- Kifua cha Higgs, kama chembe zingine za msingi, kinaweza kuathiriwa.
- Higgs boson ina zero spin (kasi ya angular ya chembe za msingi).
- Boson ya Higgs ina malipo ya umeme na rangi.
- Kuna njia 4 kuu za kuzaliwa kwa kifua cha Higgs: baada ya kuunganishwa kwa gluons 2 (kuu), fusion ya jozi ya WW au ZZ, ikifuatana na kifua cha W au Z, pamoja na quarks za juu.
- Kifua cha Higgs huharibika na kuwa jozi ya b-quark-b-antiquark, ndani ya fotoni 2, katika jozi mbili za elektroni-positron na/au muon-antimuon, au kwenye jozi ya elektroni-positron na/au muon-antimuon yenye jozi ya neutrino.
Neno kwa wenye shaka
Kwa kweli, kuna watu wanaoshuku ambao wanadai kwamba hakuna boson ya Higgs iko katika ukweli, na kwamba yote haya yalibuniwa na wanasayansi kwa madhumuni ya ubinafsi ya kuchukua pesa za walipa kodi, ambayo inadaiwa huenda kwa utafiti wa kisayansi wa chembe za msingi, lakini kwa kweli kwenye mifuko. ya watu fulani.
Higgs boson, video
Na kwa kumalizia, video ya maandishi ya kuvutia kuhusu boson ya Higgs.
Baada ya kubaki kutoeleweka kwa muda mrefu, kile kinachoitwa Mungu chembe hatimaye kimenaswa. Kifua cha Higgs kilikuwa kipande cha fumbo kilichokosekana kiitwacho Standard Model. Wanasayansi wanaamini kwamba boson hii inawajibika kwa wingi wa chembe. Hasa, Collider Kubwa ya Hadron ilijengwa mahsusi kutafuta kifua cha Higgs, ambacho kilikabiliana na kazi yake kuu. Lakini siri mpya zimeibuka kwa wanasayansi: kweli kuna boson moja ya Higgs? Kwa kuongezea, ugunduzi wa kifua hiki haukuelezea kwa njia yoyote uwepo wa kushangaza wa jambo la giza, ambalo limechukua wanafizikia zaidi na zaidi hivi karibuni.
Wanafizikia hatimaye wameona chembe ya msingi iliyogunduliwa kwa mara ya kwanza kwenye Large Hadron Collider kuoza katika quark mbili za uzuri, chembe za kigeni, za muda mfupi ambazo mara nyingi huonekana baada ya migongano ya chembe ya juu ya nishati. Tuliweza kutazama mchakato huu ambao haujaeleweka sasa, kwa mara ya kwanza katika miaka sita baada ya kugunduliwa kwa kifua cha Higgs. Wanasayansi kutoka majaribio mawili ya LHC, ATLAS na CMS, waliripoti matokeo yao kwa wakati mmoja katika warsha iliyofanyika CERN mnamo Agosti 28.
Tunaweza kuweka dau kubwa ambalo wengi wenu (pamoja na watu wanaopenda sayansi) hawana wazo nzuri la kile wanafizikia walipata kwenye Large Hadron Collider, kwa nini waliitafuta kwa muda mrefu, na nini kitatokea baadaye. .
Kwa hiyo, hadithi fupi kuhusu kile kifua cha Higgs ni.
Tunahitaji kuanza na ukweli kwamba watu kwa ujumla ni maskini sana katika kufikiria katika akili zao kile kinachotokea katika microcosm, kwa ukubwa wa chembe za msingi.
Kwa mfano, watu wengi kutoka shuleni hufikiri kwamba elektroni ni mipira midogo ya manjano, kama sayari ndogo, inayozunguka kiini cha atomi, au inaonekana kama raspberry inayoundwa na protoni-neutroni nyekundu na bluu. Wale ambao wanafahamu mechanics ya quantum kutoka kwa vitabu maarufu hufikiria chembe za msingi kama mawingu ukungu. Tunapoambiwa kwamba chembe yoyote ya msingi pia ni wimbi, tunawazia mawimbi juu ya bahari (au katika bahari): uso wa kati-tatu-dimensional ambayo mara kwa mara huzunguka. Ikiwa tunaambiwa kuwa chembe ni tukio katika uwanja fulani, tunafikiria shamba (kitu kinachovuma kwenye utupu, kama sanduku la transfoma).
Hii yote ni mbaya sana. Maneno "chembe", "shamba" na "wimbi" yanaonyesha ukweli vibaya sana, na hakuna njia ya kuwazia. Picha yoyote inayoonekana inayokuja akilini mwako haitakuwa sahihi na itaingilia uelewaji. Chembe za msingi sio kitu ambacho kinaweza kuonekana au "kuguswa", na sisi, wazao wa nyani, tumeundwa kufikiria vitu kama hivyo tu. Sio kweli kwamba elektroni (au photon, au Higgs boson) "ni chembe na wimbi"; Hili ni jambo la tatu, ambalo hakujawa na maneno katika lugha yetu (kama sio lazima). Sisi (kwa maana, ubinadamu) tunajua jinsi wanavyofanya, tunaweza kufanya mahesabu kadhaa, tunaweza kupanga majaribio nao, lakini hatuwezi kupata picha nzuri ya kiakili kwao, kwa sababu vitu ambavyo ni takriban sawa na chembe za msingi sio. kupatikana kabisa kwa kiwango chetu.
Wanafizikia wa kitaaluma hawajaribu kuibua (au kwa njia nyingine yoyote kwa suala la hisia za kibinadamu) kufikiria kile kinachotokea katika microworld; hii ni njia mbaya, haielekei popote. Hatua kwa hatua wanaendeleza angalizo fulani juu ya vitu gani vinaishi huko na nini kitatokea kwao ikiwa watafanya hivi na vile, lakini mtu ambaye si mtaalamu hana uwezekano wa kuweza kuiga.
Kwa hivyo, natumai haufikirii juu ya mipira midogo tena. Sasa juu ya kile walichokuwa wakitafuta na kupata kwenye Collider Kubwa ya Hadron.
Nadharia inayokubalika kwa ujumla ya jinsi ulimwengu unavyofanya kazi kwenye mizani ndogo zaidi inaitwa Modeli Sanifu. Kulingana na yeye, ulimwengu wetu unafanya kazi kama hii. Ina aina kadhaa za kimsingi tofauti za mada ambazo huingiliana kwa njia tofauti. Wakati mwingine ni rahisi kuzungumza juu ya mwingiliano kama kubadilishana "vitu" fulani ambavyo mtu anaweza kupima kasi, misa, kuharakisha au kusukuma dhidi ya kila mmoja, nk. Katika baadhi ya matukio ni rahisi kuwaita (na kuwafikiria) kama chembe za carrier. Kuna aina 12 za chembe kama hizo kwenye mfano. Ninawakumbusha kwamba kila kitu ninachoandika sasa bado si sahihi na ni kashfa; lakini, natumaini, bado ni chini ya ripoti nyingi za vyombo vya habari. (Kwa mfano, "Echo ya Moscow" mnamo Julai 4 ilijitofautisha na maneno "alama 5 kwenye kiwango cha sigma"; wale wanaojua watathamini).
Kwa njia moja au nyingine, chembe 11 kati ya 12 za Muundo wa Kawaida tayari zimezingatiwa hapo awali. Ya 12 ni kifua kinacholingana na uwanja wa Higgs - kile kinachopa chembe zingine nyingi. Mfano mzuri sana (lakini, kwa kweli, pia sio sahihi), ambao haukugunduliwa na mimi: fikiria meza laini ya billiard ambayo kuna mipira ya billiard - chembe za msingi. Wanatawanyika kwa urahisi katika mwelekeo tofauti na huenda popote bila kuingiliwa. Sasa fikiria kwamba meza inafunikwa na aina fulani ya molekuli ya fimbo ambayo inazuia harakati za chembe: hii ni shamba la Higgs, na kiwango ambacho chembe hushikamana na mipako hiyo ni wingi wake. Uwanja wa Higgs hauingiliani kwa njia yoyote na baadhi ya chembe, kwa mfano, na photons, na wingi wao, ipasavyo, ni sifuri; Mtu anaweza kufikiria kuwa fotoni ni kama puck kwenye hoki ya hewa, na mipako haijatambuliwa hata kidogo.
Ulinganisho huu wote sio sahihi, kwa mfano, kwa sababu wingi, tofauti na mipako yetu ya nata, huzuia chembe kusonga, lakini kutoka kwa kasi, lakini inatoa udanganyifu wa ufahamu.
Kifua cha Higgs ni chembe inayolingana na "uwanja huu wa kunata." Hebu wazia kugonga meza ya bwawa kwa nguvu sana, kuharibu hisia na kuponda kiasi kidogo cha dutu nata kwenye mkunjo unaofanana na kiputo ambao hutiririka kutoka nje kwa haraka. Hii ndio.
Kwa kweli, hivi ndivyo Collider Kubwa ya Hadron imekuwa ikifanya miaka hii yote, na hivi ndivyo mchakato wa kupata kifua cha Higgs ulivyoonekana: tuligonga meza kwa nguvu zetu zote hadi kitambaa chenyewe kinaanza kubadilika kutoka sana. uso tuli, mgumu na unaonata kuwa kitu cha kuvutia zaidi (au hadi kitu cha ajabu zaidi kitokee, kisichotabiriwa na nadharia). Ndiyo maana LHC ni kubwa na yenye nguvu: tayari wamejaribu kupiga meza kwa nishati kidogo, lakini bila mafanikio.
Sasa kuhusu sifa mbaya 5 sigma. Tatizo la mchakato hapo juu ni kwamba tunaweza tu kubisha na kutumaini kwamba kitu kitatokea; Hakuna kichocheo kilichohakikishwa cha kupata kifua cha Higgs. Mbaya zaidi, wakati hatimaye amezaliwa ulimwenguni, lazima tuwe na wakati wa kumsajili (kwa kawaida, haiwezekani kumwona, na yupo tu kwa sehemu isiyo na maana ya pili). Kigunduzi chochote tunachotumia, tunaweza kusema tu kwamba inaonekana tunaweza kuwa tumeona kitu kama hicho.
Sasa fikiria kwamba tuna kifo maalum; inaanguka kwa nasibu kwenye moja ya nyuso sita, lakini ikiwa kifua cha Higgs kiko karibu nayo wakati huo huo, basi sita haitaanguka kamwe. Hii ni detector ya kawaida. Ikiwa tunatupa kete mara moja na wakati huo huo kugonga meza kwa nguvu zetu zote, basi hakuna matokeo yoyote yatatuambia chochote: ilikuja kama 4? Tukio linalowezekana kabisa. Je, ulisonga 6? Labda tuligonga meza kidogo kwa wakati mbaya, na kifua, ingawa kilikuwapo, hakuwa na wakati wa kuzaliwa kwa wakati unaofaa, au, kinyume chake, aliweza kuoza.
Lakini tunaweza kufanya jaribio hili mara kadhaa, na hata mara nyingi! Mkuu, tupige kete mara 60,000,000. Hebu tuseme kwamba sita walikuja "tu" mara 9,500,000, na sio 10,000,000; Hii inamaanisha kuwa boson inaonekana mara kwa mara, au ni bahati mbaya tu inayokubalika - hatuamini kwamba kifo kinapaswa kuwa sita? Nyororo Mara milioni 10 kati ya 60?
Naam uh. Mambo kama haya hayawezi kutathminiwa kwa jicho; unahitaji kuzingatia jinsi kupotoka ni kubwa na jinsi inavyohusiana na ajali zinazowezekana. Mkengeuko unavyozidi kuwa mkubwa, ndivyo uwezekano mdogo unavyokuwa kwamba mfupa ulilala tu kwa bahati mbaya, na ndivyo uwezekano mkubwa zaidi kwamba mara kwa mara (sio kila wakati) chembe mpya ya msingi iliibuka ambayo iliizuia kusema uwongo kama sita. Ni rahisi kuelezea kupotoka kutoka kwa wastani katika "sigmas". "Sigma moja" ni kiwango cha kupotoka ambacho "kinatarajiwa zaidi" (thamani yake maalum inaweza kuhesabiwa na mwanafunzi yeyote wa mwaka wa tatu katika Kitivo cha Fizikia au Hisabati). Ikiwa kuna majaribio mengi, basi kupotoka kwa sigma 5 ni kiwango ambacho maoni "ya bahati mbaya haiwezekani" yanageuka kuwa imani thabiti kabisa.
Wanafizikia walitangaza kufanikiwa kwa takriban kiwango hiki cha kupotoka kwa vigunduzi viwili tofauti mnamo Julai 4. Vigunduzi vyote viwili vilitenda sawa na jinsi ambavyo vingefanya ikiwa chembe inayotolewa kwa kugonga meza kwa bidii ilikuwa boson ya Higgs; Kwa kusema kweli, hii haimaanishi kwamba ni yeye aliye mbele yetu; tunahitaji kupima kila aina ya sifa zake kwa kila aina ya vigunduzi vingine. Lakini kuna mashaka machache yaliyosalia.
Hatimaye, kuhusu kile kinachotusubiri katika siku zijazo. Je, "fizikia mpya" imegunduliwa, na je, mafanikio yamepatikana ambayo yatatusaidia kuunda injini za hyperspace na mafuta kabisa? Hapana; na hata kinyume chake: ikawa wazi kuwa katika sehemu hiyo ya fizikia ambayo inasoma chembe za msingi, miujiza haifanyiki, na maumbile yameundwa karibu kama vile wanafizikia walivyofikiria wakati wote (vizuri, au karibu hivyo). Inasikitisha hata kidogo.
Hali ni ngumu na ukweli kwamba tunajua kwa uhakika kabisa kwamba kwa kanuni haiwezi kupangwa sawasawa kama hii. Muundo wa Kawaida haukubaliani kihisabati na nadharia ya jumla ya Einstein ya uhusiano, na zote mbili haziwezi kuwa kweli kwa wakati mmoja.
Na wapi kuchimba sasa bado sio wazi sana (sio kwamba hakuna mawazo hata kidogo, badala yake, kinyume chake: kuna uwezekano mkubwa wa kinadharia, na kuna njia chache za kuzijaribu). Kweli, labda ni wazi kwa mtu, lakini hakika sio kwangu. Tayari nilienda zaidi ya uwezo wangu katika chapisho hili muda mrefu uliopita. Ikiwa nilidanganya vibaya mahali fulani, tafadhali nirekebishe.
Mnamo Juni 7, 2018, katika kituo cha kitamaduni na elimu "Arche" kulikuwa na mhadhara wa RAS Academician Valery Rubakov kuhusu Higgs boson na utafiti unaoendelea sasa katika LHC. Kwa idhini ya aina ya "Arche" tunachapisha iliyoidhinishwa B . A. Rubakov uwasilishaji wa mhadhara huu ulioandaliwa na Boris Mkali.
Ugunduzi wa Higgs boson ulitangazwa mnamo Julai 4, 2012 kwenye semina huko CERN. Ilisemekana badala ya tahadhari: chembe mpya ilikuwa imegunduliwa na mali zake zilikuwa sawa na sifa zilizotabiriwa za kifua cha Higgs. Na zaidi ya miaka iliyofuata, hatua kwa hatua tuliamini zaidi na zaidi kuwa mali hizo zilikuwa sawa na wanadharia walivyotabiri, na kwa mfano wa ujinga zaidi. Jambo la muhimu zaidi ni kwamba hii, kama wananadharia wanasema, sio tu chembe mpya, lakini mwakilishi wa sekta mpya ya chembe za msingi - sekta ya Higgs.
Acha nikukumbushe kanuni za msingi za Modeli ya Kawaida. "Zoo" nzima ya chembe zake inafaa kwenye slaidi moja. Protoni, neutroni, π-mesoni - hizi zote ni chembe za mchanganyiko. Hakuna chembe nyingi za msingi. Hii ni familia ya leptoni, familia ya quarks, inayounda sekta ya fermion. Sekta ya pili ni chembe zinazohusika na mwingiliano wao: fotoni, W- na Z-bosons, gluons na gravitons. Bosons huingiliana sio tu na fermions, bali pia kwa kila mmoja. Maarufu zaidi kati ya chembe hizi ni fotoni.
Ya kuvutia zaidi katika udhihirisho wao ni gluons; hufunga quarks katika proton kwa namna ambayo haiwezekani kuwatenganisha. W- na Z-bosons ni sawa katika jukumu lao na fotoni, lakini ni kubwa na inawajibika kwa mwingiliano dhaifu, ambao unahusiana na mwingiliano wa sumakuumeme, ingawa wanaonekana tofauti. Lazima pia kuwe na chembe ya graviton. Baada ya yote, mawimbi ya mvuto tayari yamegunduliwa, na ambapo kuna mawimbi, kuna lazima iwe na chembe. Jambo lingine ni kwamba hatutaweza kamwe kupokea na kusajili gravitons mmoja mmoja.
Na hatimaye, Higgs boson, ambayo ni sekta tofauti kwenye slide yetu. Hii ni chembe nyingine ambayo inasimama kando katika "zoo" nzima, yenye idadi ndogo ya aina tofauti.
Boson ya Higgs ni nini?
Kuanza na: boson ni nini? Kila chembe, kama sehemu ya juu, ina aina ya torque ya ndani, au inazunguka (hili ni jambo la kiufundi la quantum). Kuna mzunguuko kamili na nusu-jumla katika vitengo vya Planck ya mara kwa mara. Chembe zilizo na spin 1/2 au 3/2 (mzunguko wowote wa nusu-jumla) huitwa fermions. Bosons zina spin muhimu, ambayo husababisha tofauti za kimsingi katika mali ya chembe hizi (vifuko hupenda kujilimbikiza katika hali moja ya mitambo, kama fotoni kwenye mawimbi ya redio; fermions, kinyume chake, epuka hii, ndiyo sababu elektroni huchukua atomiki tofauti. makombora. - Mh.) Kwa hivyo, kifua cha Higgs kina spin ya 0 (ambayo pia ni nambari kamili).
Kifua cha Higgs ni chembe nzito. Uzito wake ni 125 GeV (kwa kulinganisha: wingi wa protoni ni karibu 1 GeV, wingi wa chembe nzito zaidi, t-quark, ni 172 GeV). Higgs boson haina umeme.
Chembe mpya hugunduliwa kwenye viongeza kasi; huzaliwa katika migongano ya chembe, katika kesi hii, katika migongano ya protoni. Kisha bidhaa za kuoza za chembe inayotaka zimeandikwa. Higgs boson huharibika kwa wastani katika 10 -22 s. Kwa chembe nzito hii sio kipindi kifupi cha muda - quark ya juu, kwa mfano, huishi mara 500 chini.
Na kifua cha Higgs kina njia nyingi tofauti za kuoza. Mojawapo ya "njia za dhahabu" za kuoza - kuoza kuwa fotoni mbili - ni nadra sana: kifua cha Higgs huharibika katika visa viwili kati ya elfu. Lakini njia hii ni ya kushangaza kwa kuwa fotoni zote mbili zina nishati ya juu. Katika sura iliyobaki ya kifua cha Higgs, kila fotoni ina nishati ya 62.5 GeV, ambayo ni nishati nyingi. Picha hizi zinaonekana wazi, maelekezo ya harakati zao na nishati inaweza kupimwa. Njia safi zaidi ya kuoza ni kuoza katika leptoni nne: katika jozi mbili e + na e -, katika e +, e - na µ +, µ - au katika muons nne. Matokeo yake ni chembe nne za kushtakiwa kwa nishati ya juu, ambazo pia zinaonekana wazi, na nishati na mwelekeo wao wa kuondoka unaweza kupimwa.
Je, tunajuaje kwamba tunachokiona ni kuoza kwa kifua cha Higgs? Wacha tuseme tumegundua fotoni mbili. Wakati huo huo, kuna taratibu nyingine nyingi zinazoongoza kwa kuzaliwa kwa photons mbili. Lakini ikiwa picha zinatoka kwa kuoza kwa chembe fulani, basi wingi wake unaweza kuamua kutoka kwao. Ili kufanya hivyo, tunahitaji kuhesabu nishati ya fotoni mbili kwenye fremu ya kumbukumbu ambapo zinaruka kwa mwelekeo tofauti na nishati sawa - katikati ya sura ya misa. Katika sura yetu ya kumbukumbu, hii ni mchanganyiko maalum sana wa nishati za photon na angle ya kueneza kati yao. Inaitwa molekuli isiyobadilika ya mfumo wa chembe. Ikiwa photoni ni bidhaa za kuoza za kifua cha Higgs, wingi wao usiobadilika lazima uwe sawa na uzito wa boson, hadi makosa ya kipimo. Kitu kimoja kinatokea ikiwa boson huharibika katika chembe nne.
Katika Mtini. Kielelezo cha 2 kinaonyesha mgawanyo wa matukio juu ya wingi usiobadilika wa fotoni mbili. Mwisho huo umepangwa kando ya mhimili wa usawa, na idadi ya matukio hupangwa pamoja na mhimili wa wima. Kuna usuli unaoendelea, na kuna "kofi" katika eneo la misa isiyobadilika ya 125 GeV. Unaweza kucheka, lakini "kofi" hii ni kifua cha Higgs. Kilele sawa kinaonekana katika misa isiyobadilika ya leptoni nne (e + , e - , µ + , µ -), ambamo pia huoza. Hii tu hutokea katika kuoza moja kati ya elfu kumi. Hiyo ni, ni muhimu kuzalisha bosons milioni ya Higgs ili kukusanya kuoza mia moja katika jozi mbili za leptonic. Na ilifanyika.
Inawezekana kupima nishati na mwelekeo wa utoaji (kwa hiyo kasi) ya elektroni iliyoshtakiwa au muon kwa usahihi wa juu zaidi kuliko katika kesi ya photon. Ni kwa kusudi hili kwamba detector ina nguvu ya magnetic shamba: curvature ya trajectory ya chembe kushtakiwa katika shamba magnetic inafanya uwezekano wa kuamua kasi yake (pamoja na ishara ya malipo). Kwa kuongeza, leptoni chache za pekee za nishati ya juu huzaliwa, na hata zaidi idadi ya quadruples ya leptoni pekee (iliyotengwa, yaani, nje ya ndege ya hadronic) ni ndogo. Kwa hiyo, asili ya kuoza katika leptoni nne ni ndogo.
Hatimaye, watafiti katika LHC walichagua matukio ambayo wingi wa kutofautiana wa jozi moja ya leptoni za ishara kinyume ni sawa na wingi wa Z boson (Higgs huharibika kuwa Z halisi na Z halisi), ambayo huweka shinikizo zaidi kwenye usuli. Lakini kuoza katika leptoni nne kwa kweli si bora kuliko kuoza katika fotoni mbili, kwa kuwa uwezekano wa kuoza katika fotoni mbili ni kubwa zaidi, makosa katika kipimo chake hulipwa na takwimu kubwa zaidi.
Kwa nini kifua cha Higgs kiligunduliwa hivi majuzi tu?
Kuna hali mbili hapa. Kwanza, chembe inayotaka ni nzito. Hii inamaanisha tunahitaji kiongeza kasi cha nishati ya juu. Pili, ni muhimu kuwa na kiwango cha juu cha mihimili ili idadi ya migongano iwe ya kutosha. Wanafizikia hutumia neno "mwangaza" kuelezea idadi ya migongano kwa kila wakati wa kitengo. Unapaswa kuwa na migongano mingi.
Kila kitu kilionekana kuwa sawa na nishati, kwa sababu kabla ya Collider Kubwa ya Hadron, Tevatron, mgongano huko USA, ilifanya kazi. Jumla ya nishati yake ilikuwa 2 TeV. Inaonekana sio mbaya, kwa sababu kifua cha Higgs ni 125 GeV. Kimsingi, nishati ya Tevatron inaweza kutoa viboko vya Higgs. Lakini haikuwa na mwanga wa kutosha. Hakuwa na vifuko vya kutosha vya kuzaliwa vya Higgs.
Maneno machache kuhusu BAK
Collider Kubwa ya Hadron ni muundo wa ajabu kwa kila namna. Hiki ni kiongeza kasi cha uhifadhi cha superconducting kilicho chini ya ardhi. Urefu wa pete yake ni kilomita 27, na pete hii yote ina sumaku ambazo zinashikilia protoni kwenye pete hii, sumaku za superconducting. Wakati LHC inajengwa, ilikuwa mafanikio ya hivi karibuni ya kiteknolojia. Sasa kuna majaribio yaliyofanikiwa kabisa ya kupata uwanja wenye nguvu zaidi wa sumaku kwenye sumaku. Lakini wakati huo ilikuwa bora zaidi. Kwa ujumla, kila kitu kinachofanyika huko ni kilele cha teknolojia ya kisasa, kwenye ukingo wa uwezo wa kibinadamu.
Kwanza, LHC iliharakisha protoni kwa jumla ya nishati ya 7 TeV, kisha - 8 TeV. Kila protoni ikigongana ilikuwa na nishati ya 4 TeV. Baada ya kuanza kufanya kazi kwa utulivu mwaka 2010 kwa nishati ya 7 TeV, mwaka 2011 LHC ilibadilisha nishati ya 8 TeV, na nishati yake ya kubuni ni 14 TeV. Sasa, kwa sababu za kiufundi za hila, bado hatujafikia 14 TeV; Tangu 2015, kiongeza kasi kimekuwa kikifanya kazi kwa jumla ya nishati ya 13 TeV. Mwangaza wake ni wa juu sana kwa viwango vyote; wataalamu katika CERN, bila shaka, ni mabwana wakubwa. Na mgongano wa chembe halisi hutokea katika maeneo manne, tunavutiwa na wawili kati yao, ambapo wachunguzi wa ATLAS na CMS ziko. Hii ni takribani jinsi CMS inavyoonekana - solenoid ya muonic ya kompakt (Mchoro 4).
Uliokithiri zaidi ni chumba cha muon, ambacho hukuruhusu kurekodi na kupima vigezo vya muons ambazo huruka kupitia kigunduzi kizima, na kutoboa moja kwa moja. Yote hii imefungwa kwenye uwanja wa sumaku ili kupima kasi yake kwa kupindika kwa mwendo wa chembe.
ATLAS - hata zaidi. Hii ni jengo la ghorofa nyingi, lililojaa kabisa vifaa.
Vigunduzi hivi hupima nguvu, misukumo, mwelekeo wa mwendo wa chembe, huamua ikiwa ilikuwa elektroni, fotoni, muon au chembe inayoingiliana sana kama vile protoni au neutroni - zote zina saini zao.
Hadithi tofauti ya kupendeza imeunganishwa na jinsi vikundi vya wanafizikia vimepangwa - ushirikiano ambao unashughulikia suala hili. Ni wazi kuwa ili kukuza, kuunda na kudumisha mashine kubwa kama hiyo, kunasa na kusindika data, hakikisha kuwa hakuna kitu kinachoharibika, na kutafuta matukio mbalimbali na matukio ya kuvutia, timu kubwa zinahitajika. Wanakusanyika duniani kote. Takwimu ya kawaida ni wanafizikia elfu 3.5 katika kila ushirikiano, katika ATLAS na CMS. Vikundi hivi ni vya kimataifa: pamoja na wale wa Ulaya, kuna wataalamu kutoka Amerika, Japan, China, Urusi, nk. Idadi ya taasisi ni kuhusu 200; 150–200 katika kila ushirikiano. Ni vyema kuwa huu ni mfumo wa kujipanga. Huu ni mfumo ambao ulipangwa "kutoka chini"; ulikuwa na "baba waanzilishi", ambao polepole walipendezwa na wanafizikia katika miaka ya 1990. Idadi kubwa ya watu wamekusanyika, lakini hakuna viongozi huko, isipokuwa waliochaguliwa, kila mtu amegawanywa katika vikundi, vikundi vidogo, kila mmoja akiwajibika kwa kivyake, ndivyo inavyopangwa. Licha ya ukweli kwamba hawa ni watu wa tamaduni tofauti sana, yote yanafanya kazi. Hawakuwa na ugomvi, hawakubishana kati yao wenyewe.
Lazima niseme kwamba Urusi inaweza na inajivunia kwamba tunashiriki katika shughuli hii yote. Kila mtu katika CERN na karibu nayo anaelewa na kusisitiza kwamba mchango wa Urusi ni muhimu sana na mbaya. Sehemu kubwa ya kuongeza kasi ilitengenezwa huko Novosibirsk. Sehemu muhimu ya vitu vya kigunduzi pia ilitengenezwa hapa. Na kuna washiriki wetu wengi, kutoka miji tofauti, taasisi tofauti. Takriban kwa suala la fedha, rasilimali na watu, Urusi inahesabu 5-7% ya wachunguzi wa Cernov (kulingana na detector maalum). Jambo ambalo ni la kawaida kwa nchi yetu.
Kwa nini kifua cha Higgs kinahitajika?
Wacha tuendelee kwenye sehemu ya kinadharia, labda ya kuchosha na ya kutisha, lakini inaonekana kwangu kuwa ni muhimu kuelewa na kuelezea, angalau kwa ubora, kwa nini Engler, Brout na Higgs waliamua ghafla kwamba kuwe na chembe mpya. Kwa usahihi, Higgs aliamua kwamba lazima kuwe na chembe mpya, na Engler na Brout walikuja na uwanja wa boson.
Kwanza kabisa, lazima tukumbuke kwamba kila chembe inahusishwa na shamba. Siku zote chembe ni quantum ya uwanja fulani. Kuna uwanja wa umeme, mawimbi ya umeme, na photon inahusishwa nao - quantum ya uwanja wa umeme. Pia hapa: kifua cha Higgs ni quantum ya shamba fulani. Mtu anaweza kuuliza: kwa nini tunahitaji uwanja mpya? Engler na Brout walitambua hili kwanza.
Hapa tunahitaji kwenda kando kidogo. Ulimwengu unatawaliwa na kila aina ya ulinganifu. Kwa mfano, spatiotemporal, inayohusishwa na mabadiliko ya wakati na nafasi: fizikia kesho ni sawa na jana, fizikia hapa ni sawa na nchini China. Sheria za uhifadhi wa nishati na kasi zinahusishwa na ulinganifu huu. Pia kuna chini ya wazi, kutoka kwa mtazamo wa uzoefu wetu wa kila siku, ulinganifu - wa ndani. Kwa mfano, katika electrodynamics kuna ulinganifu unaosababisha sheria ya uhifadhi wa malipo ya umeme. Haionekani isipokuwa kwenye fomula, lakini iko. Pamoja na sheria ya uhifadhi wa nishati, ulinganifu huu unakataza elektroni kuoza. Inashangaza kwamba ulinganifu sawa unakataza photon kuwa na wingi, na kwa kweli haina. Gluons pia hazina wingi kwa sababu hiyo hiyo - ni marufuku kuwa na wingi na ulinganifu unaohusishwa na "rangi". Quark huchajiwa kwa "rangi," na gluons huunganishwa kwa "rangi," kama vile fotoni zimefungwa kwenye chaji.
Lakini chembe zinazohusika na mwingiliano dhaifu - W- na Z-bosons - ni kubwa. Shida ni kwamba zinafanana sana na fotoni: elektroni inaweza kueneza kwenye elektroni, kubadilishana fotoni, au labda Z-boson. Michakato hiyo inafanana sana, ningependa kuhusisha mwingiliano dhaifu aina ile ile ya ulinganifu ambayo zile za sumaku-umeme (inaitwa ulinganifu wa kipimo), lakini wingi wa W na Z - wabebaji wa mwingiliano dhaifu - hairuhusu hii. , huvunja ulinganifu wa kupima.
Kwa nini ulinganifu huu mzuri ulivunjwa? Inabadilika kuwa hii ni jambo la kawaida kwa maumbile: ulinganifu mwingi upo katika sheria za msingi za maumbile, lakini ilivunjwa katika Ulimwengu halisi. Jambo hili linaitwa "kuvunja ulinganifu kwa hiari."
Hebu fikiria kwamba wewe na mimi ni watu wadogo wanaoishi katika sumaku ya kudumu, katika kipande cha chuma kilicho na sumaku. Tunafanya majaribio na elektroni: tunapata jozi za elektroni-positron (tuna kichochezi kidogo huko, tunatoa elektroni). Kwa hivyo, elektroni hizi haziruki kwa mstari wa moja kwa moja kwenye sumaku. Kutokana na ukweli kwamba kuna uwanja wa magnetic, wao "upepo" karibu nayo na kuruka kwa ond. Wewe na mimi tunawapima na kusema: watu, tuna mwelekeo uliowekwa, ulimwengu wetu sio isotropiki, tuna mhimili uliojitolea ambao elektroni hujeruhiwa.
Lakini ikiwa wewe na mimi ni wananadharia wenye akili, tutafikiri kwamba uhakika sio kwamba nafasi ina mwelekeo maalum, lakini kwamba kuna uwanja wa magnetic katika nafasi hii. Tutaelewa: ikiwa tumeweza kuondoa shamba hili la magnetic, basi katika nafasi pande zote zitakuwa sawa. Tutaamua kuwa kuna ulinganifu kuhusiana na mzunguko, lakini umevunjwa na ukweli kwamba kuna uwanja wa magnetic katika nafasi. Na ikiwa tungekuwa wananadharia wazuri zaidi, basi, baada ya kugundua kuwa kuna uwanja mpya ambao unahakikisha kuvunjika kwa ulinganifu, tungesema kwamba lazima pia kuwe na kiasi chake. Na wangetabiri photon. Na wangetabiri kwa usahihi! Ulinganifu unaweza kuvunjika ikiwa kuna uga uliotawanyika katika nafasi unaovunja ulinganifu huu.
Na hii ndio hasa kinachotokea katika fizikia ya microworld. Pamoja na tofauti fulani. Tofauti ni kwamba ulinganifu sio wa anga, hauhusiani na mzunguko wa anga, kama katika sumaku, lakini ndani. Na hatuna chuma chochote hapa; ulinganifu huu umevunjwa moja kwa moja kwenye ombwe. Hatimaye, tofauti na uwanja wa sumaku, uwanja mpya unahitajika hapa. Ni uga wa Engler, Brout na Higgs ambao hutoa usumbufu huu. Na hila ni kwamba shamba la magnetic ni vector, ina mwelekeo, lakini shamba hili lazima liwe scalar ili si kuvunja ulinganifu kwa heshima na mzunguko wa anga. Haipaswi kuelekezwa popote. Chembe ya sehemu hii lazima iwe na mzunguuko sawa na sifuri.
Picha kama hiyo ilipendekezwa na kuwekwa katika fomula na Engler na Brout, kisha na Higgs. Lakini Engler na Brout kwa namna fulani hawakuzingatia ukweli kwamba nadharia yao ilitabiri chembe mpya. Na Higgs, ambaye alichapisha kazi yake baadaye kidogo, alizingatia hili, na kwa pendekezo la mhakiki ambaye aliuliza ikiwa Higgs alikuwa na mambo mapya katika makala ambayo Engler na Brout hawakusema. Higgs alifikiria na kufikiria na akatangaza kwamba lazima kuwe na chembe mpya. Ndiyo maana iliitwa "Higgs boson."
Nini kinafuata?
Hadi sasa kila kitu kimekuwa "afya". Lakini maswali yanabaki. Kwa upande mmoja, picha iliyo na kifua cha Higgs ni thabiti. Rasmi, kila kitu kinaweza kuhesabiwa, kila kitu kinaweza kuhesabiwa, kuwa na vigezo vinavyojulikana vya nadharia hii - kuunganisha mara kwa mara, raia. Lakini picha hii haileti kuridhika kwa mwisho. Na moja ya mambo muhimu ambayo hairuhusu wanafizikia kulala kwa amani ni kwamba katika asili kuna mizani tofauti ya nishati ya mwingiliano.
Mwingiliano mkali kati ya quark na gluons una kiwango chao cha tabia. Hii, kwa kusema, ni wingi wa protoni - 1 GeV. Kuna kiwango cha mwingiliano dhaifu, 100 GeV (wingi wa W, Z, Higgs boson). Na kiwango hiki ni sawa na kiwango cha uwanja wa Higgs - takriban 100 GeV. Na hii haitakuwa chochote, lakini pia kuna misa ya Planck - kiwango cha mvuto. Ambayo ni kiasi cha 10 19 GeV. Na, bila shaka, tayari ni ya ajabu: ni aina gani ya historia hii, kwa nini mizani hii ni tofauti sana?
Hakuna shida kama hiyo na mizani ya mwingiliano mkali: kuna utaratibu ambao huturuhusu kuelewa tofauti kati ya kiwango hiki na kile cha mvuto (vizuri, angalau futa mashaka yetu chini ya zulia). Lakini kiwango cha kifua cha Higgs ni mbaya. Kwa nini? Kwa sababu, kwa kweli, katika asili kuna utupu - hali bila chembe. Na hii sio utupu kabisa - kwa maana kwamba michakato ya kawaida hufanyika katika utupu wakati wote: kuzaliwa na uharibifu wa jozi za chembe na mabadiliko ya shamba. Maisha yanaendelea huko kila wakati. Hata hivyo, kwa kuwa ni ombwe na hakuna chembe ndani yake, hatuwezi kuona hili moja kwa moja. Na kwa njia isiyo ya moja kwa moja - inaonekana sana. Kwa mfano, michakato ya kuzaliwa kwa jozi za kawaida huathiri mali ya atomi na kubadilisha viwango vyao vya nishati. Huu ni zamu ya Mwana-Kondoo iliyojulikana kwa muda mrefu, iliyohesabiwa katika miaka ya 1930 na kupimwa katika miaka ya 1940. Kama sheria, athari sio kali sana. Mabadiliko haya ya Mwanakondoo wa viwango vya atomiki ni sehemu tu ya asilimia.
Lakini kuna sehemu moja ambapo utupu "hupiga" 100%. Hii ni hasa molekuli ya Higgs boson. Inabadilika kuwa ikiwa utaanza kuzingatia uundaji na uharibifu wa chembe za kawaida na kujaribu kwa ujinga kuhesabu ni kiasi gani michakato hii inachangia wingi wa kifua cha Higgs, basi utakuwa na hakika kwamba matukio haya huwa yanavuta misa ya. kifua cha Higgs kuelekea misa ya Planck. Wanazuia kifua cha Higgs kuwa nyepesi.
Na hili ni jambo baya sana. Ninataka sana kuelewa ni kwa nini kwa kweli kiwango cha umeme katika asili ni kidogo sana ikilinganishwa na kiwango cha mvuto cha 10 19 GeV. Hii inaweza kuelezewa na ukweli kwamba hatujui fizikia vizuri kwa nishati isiyo ya juu sana, kwa nishati kwenye kiwango cha 1 TeV. Ukweli ni kwamba ikiwa fizikia inabadilika kwa kiwango cha teraelectronvolt, basi labda miujiza hutokea pale: ushawishi wa utupu kwa sababu fulani hugeuka kuwa ndogo, isiyo na maana. Wazo kama hilo. Labda LHC bado haijagundua kila kitu, na lazima kuwe na matukio mapya ambayo yanapatikana kwake. Nishati yake, wacha nikukumbushe, ni 14 TeV. Kweli, haya ni migongano ya protoni-protoni. Quark yenye quark ina nishati ya mgongano karibu mara sita chini. Kwa hiyo, kiwango halisi cha nishati ambacho kinachunguzwa na LHC ni 2–3 TeV. Lakini bado, hii ndio kiwango ambacho (kama tungependa) fizikia mpya, matukio mapya kabisa ya mwili yanaweza kuonekana.
Na lazima nikuambie kwamba kwa kweli hali sasa ni ya kusikitisha sana. Kwa sababu LHC tayari imefanya kazi karibu katika nishati yake ya kubuni - 13 TeV, ilifanya kazi vizuri mwaka wa 2017, na sasa kazi hii inaendelea. Na hakuna bado - hakuna! - dalili za fizikia hii mpya ambayo sote tunatumaini. Mawazo haya yote ninayokuambia hayajathibitishwa. Aidha hakuna mwanga wa kutosha, hakuna migongano ya kutosha, hakuna takwimu za kutosha. Labda kuna kitu kibaya kabisa hapa, na hoja hizi zote za kushawishi, lakini sio za chuma kabisa zinaweza kuwa mbaya.
Ni fizikia gani mpya inaweza kuwa? Kulikuwa na matumaini makubwa sana ya supersymmetry. Inashangaza kwa kuwa ni nadharia ambayo ina ulinganifu wa ziada juu ya zote zinazojulikana. Ambayo huunganisha chembe na spiner integer na nusu-integer - bosons na fermions. Kwa njia, ulinganifu huu ulipendekezwa na wananadharia hapa Moscow, katika Taasisi ya Kimwili ya Lebedev, katika miaka ya 1970.
Katika muktadha wa fizikia ya chembe, hii inamaanisha yafuatayo: ikiwa una quark na spin 1/2, basi lazima iwe na mwenzi, ambayo bila kufikiria mara mbili iliitwa scalar quark - "squark" na spin 0. Elektroni lazima awe na mpenzi - elektroni ya scalar , mpenzi wa photon lazima awe photino na spin 1/2, mpenzi wa gluon lazima awe gluino, na mpenzi wa graviton lazima awe gravitino.
Mbali na gravitinos, chembe hizi zote, ikiwa ni nyepesi, zinapaswa kuzaliwa kwenye Collider Kubwa ya Hadron. Kwa ujumla, vichwa vya moto vilisema hivi: wakati LHC inapogeuka, jambo la kwanza watapata sio boson ya Higgs, lakini supersymmetry. Na maoni haya yalishirikiwa sio tu na wananadharia wengi, bali pia na wajaribu maskini ambao akili zao zilidanganywa na wananadharia. Hata hivyo, supersymmetry bado haijagunduliwa, tu kuna vikwazo kwa wingi wa chembe zilizo hapo juu. Kwa ujumla, haionekani tena kuwa supersymmetry ipo katika asili kwa nguvu zisizo za juu sana.
Kwa nini supersymmetry ni nzuri? Inabadilika kuwa michango ya chembe pepe kwa wingi wa kifua cha Higgs ina ishara tofauti kwa mizunguko tofauti. Chini ya supersymmetry, michango ya boson na fermion imepunguzwa hadi sifuri, na ikiwa una photons na photinos au W bosons na vin, basi michango yao pia imepunguzwa hadi sifuri. Ikiwa wingi wa chembe na washirika wao ni tofauti - na hii ndiyo kesi, hakuna elektroni ya scalar yenye molekuli sawa na elektroni, tunajua hili kwa hakika - basi upunguzaji huu haufanyike kwa sifuri. Lakini ikiwa wingi wa washirika wa juu ni katika eneo la teraelectronvolts, basi inageuka tu kwamba michango hii ina kiwango cha mamia ya gigaelectronvolts, na kisha kila kitu ni sawa. Lakini hii haifanyi kazi tena. Tayari, vizuizi kwa raia hawa ni vikali sana hivi kwamba utaratibu huu wa kupunguza haufanyi kazi kabisa; 100 GeV haiwezi kupatikana. Ukihesabu bila kujua, unapaswa kupata kitu kama 500-700 GeV kwa wingi wa kifua cha Higgs. Kwa hiyo sasa hali na utafutaji wa supersymmetry ni ngumu sana.
Kuna hali zingine: kwa mfano, kifua cha Higgs kinaweza kuwa cha mchanganyiko, sio lazima kiwe cha msingi. Na kwa ujumla, katika fizikia ya jambo lililofupishwa kuna analogi zinazojulikana za utaratibu wa Higgs, na hapo analog ya kifua cha Higgs au uwanja wa Higgs sio msingi, lakini ni mchanganyiko. Mfano maarufu zaidi ni superconductivity. Katika superconductor, photon inaonekana kuwa na wingi, hii ndiyo inayoitwa athari ya Meissner. Nadharia ya Engler-Brout-Higgs inakaribia kufanana na nadharia ya Ginzburg-Landau, ambayo ilipendekezwa miaka kumi kabla ya Engler-Brout-Higgs.
Ikiwa kifua cha Higgs ni boson ya mchanganyiko, basi kila kitu kinabadilika, na michango mikubwa kutoka kwa mwingiliano na utupu hupotea, na saizi ya mfumo wa mchanganyiko inaonekana, kama ile ya protoni. Ikiwa ukubwa huu ni 10 -18 cm, basi nishati inayofanana ya mfumo inageuka kuwa ya busara, wakati muundo wa ndani bado unabaki kutofautishwa. Aina kama hizo zina utabiri wao wenyewe, lakini tena, hadi sasa hakuna kitu kama hicho kimeonekana kwenye kiongeza kasi.
Labda kwa kweli hatuelewi kitu, wananadharia hawakufikiria kitu, hawakugundua katika vichwa vyao. Bila shaka, Collider Kubwa ya Hadron ina mpango wa kutafuta matukio mapya ambayo hayatokani na utabiri wa kinadharia. Tutaangalia tunapoweza, "ambapo kuna taa" - tutaangalia chini yao. Na tutajaribu kupata tofauti kutoka kwa Standard Model popote iwezekanavyo. Kufikia sasa hakuna hii, na Modeli ya Kawaida inafanya kazi vizuri.
Kwa kumalizia, nitasema: sasa tuko katika hatua ya kuvutia sana katika maendeleo ya fizikia ya msingi ya chembe. Kwa upande mmoja, kuna imani kwamba Modeli ya Kawaida sio hadithi nzima. Pia kuna ushahidi mgumu, usio na shaka kutoka kwa cosmology kwamba Modeli ya Kawaida haijakamilika - kwanza kabisa, hii ni jambo la giza: katika Ulimwengu kuna chembe kubwa zinazounda jambo la giza, uzito wao ni karibu mara tano kuliko jambo la kawaida.
Sasa hali ni kwamba fizikia ya chembe tena imekuwa sayansi ya majaribio. Katika miaka ya 1950 na 1960, eneo hili la fizikia lilikuwa sayansi ya majaribio, wakati majaribio yalifanywa, matokeo yao yalitafsiriwa, na nadharia ziliundwa. Walakini, katika maisha yangu yote ya watu wazima, kila kitu kilikuwa kinyume chake: wananadharia walitabiri, na wajaribu walithibitisha. Sasa tumekuja tena kwa hali ambayo tumefungwa kabisa na jaribio, bila kujua nini itatuonyesha. Tunasubiri, tukiweka vidole vyetu, lakini hadi sasa LHC haijatuambia chochote cha kuvutia. Mbali na ukweli kwamba kuna kifua cha Higgs ...
Pia hatujui ni fizikia gani mpya itaonekana mwishoni. Kwa hiyo hali hiyo ni ya kuvutia, ugunduzi muhimu umefanywa, lakini hakuna mtu anayeweza kusema leo nini ugunduzi ujao utakuwa. Labda hii ni nzuri, inatulazimisha kuchuja na kufikiria, na wajaribu kutafuta matukio mapya. Natumai kuwa utafutaji huu utafaulu.