อะไรคือสิ่งที่เราได้ยินอยู่เรื่อย ๆ - Higgs Boson และทำไมมันถึงสำคัญ?
มีการกล่าวกันว่าวิธีที่ดีที่สุดในการเรียนรู้คือการสอน และถ้าฉันทำสิ่งนี้ถูกต้องบางทีฉันอาจจะเข้าใจดีขึ้นเล็กน้อยในตอนท้ายของตอน
ฉันต้องการชัดเจนว่าวิดีโอนี้มีไว้สำหรับคนที่สายตาจ้องมองทุกครั้งที่คุณได้ยินคำว่า Higgs boson คุณรู้ว่ามันเป็นอนุภาคบางชนิดรางวัลโนเบลมวลลาห์บลาห์ แต่คุณไม่ได้สิ่งที่เป็นจริงและทำไมมันถึงสำคัญ
ขั้นแรกให้เริ่มด้วยโมเดลมาตรฐาน สิ่งเหล่านี้ล้วนเป็นกฎของฟิสิกส์อนุภาคตามที่นักวิทยาศาสตร์เข้าใจ พวกเขาอธิบายทุกเรื่องและบังคับให้เราเห็นรอบตัวเรา ส่วนใหญ่แล้วมีเรื่องลึกลับอยู่สองสามเรื่องที่เราจะพูดถึงเมื่อเราเจาะลึกลงไปในเรื่องนี้
แต่สิ่งสำคัญที่ต้องเข้าใจคือมีสองประเภทหลักคือเฟอร์มิออนและโบซอน
Fermions เป็นเรื่องสำคัญ มีโปรตอนและนิวตรอนซึ่งประกอบไปด้วยควาร์กและมีเลปตันซึ่งแยกไม่ออกเช่นอิเล็กตรอนและนิวตรอน กับฉันจนถึงตอนนี้ ทุกสิ่งที่คุณสัมผัสได้คือเฟอร์มิออนเหล่านี้
bosons เป็นอนุภาคที่สื่อสารกองกำลังของจักรวาล สิ่งที่คุณอาจคุ้นเคยคือโฟตอนซึ่งสื่อสารแรงแม่เหล็กไฟฟ้า จากนั้นก็มีกลูออนซึ่งสื่อสารแรงนิวเคลียร์ที่แข็งแกร่งและ W และ Z โบซอนที่สื่อสารพลังงานนิวเคลียร์ที่อ่อนแอ
หมายเลขลึกลับ 1, แรงโน้มถ่วง แม้ว่าจะเป็นหนึ่งในกองกำลังพื้นฐานของจักรวาล แต่ก็ไม่มีใครค้นพบอนุภาคโบซอนที่สื่อสารแรงนี้ ดังนั้นหากคุณกำลังมองหารางวัลโนเบลหาแรงดึงดูด boson และเป็นของคุณ พิสูจน์ว่าแรงโน้มถ่วงนั้นไม่มีโบซอนและคุณยังสามารถรับรางวัลโนเบลได้อีกด้วย ทั้งสองวิธีมีรางวัลโนเบลสำหรับคุณ
นี่เป็นโมเดลมาตรฐานและอธิบายกฎของธรรมชาติได้อย่างถูกต้องเมื่อเราเห็นพวกมันรอบตัวเรา
หนึ่งในความลึกลับที่ยังไม่แก้ที่ใหญ่ที่สุดในฟิสิกส์คือแนวคิดของมวล เหตุใดจึงมีมวลมากหรือความเฉื่อย ทำไมปริมาณ“ สิ่งของ” ทางกายภาพในวัตถุกำหนดว่ามันง่ายแค่ไหนในการเคลื่อนย้ายหรือยากที่จะหยุด?
ในปี 1960 นักฟิสิกส์ Peter Higgs ทำนายว่าจะต้องมีเขตข้อมูลบางอย่างที่แทรกซึมอยู่ในพื้นที่ทั้งหมดและโต้ตอบกับสสารเหมือนปลาที่ว่ายผ่านน้ำ ยิ่งมีวัตถุมากเท่าไหร่ก็ยิ่งมีปฏิสัมพันธ์กับฟิลด์ฮิกส์นี้มากขึ้นเท่านั้น
และเช่นเดียวกับกองกำลังพื้นฐานอื่น ๆ ในจักรวาลสนามฮิกส์ควรมีโบซอนที่สอดคล้องกันเพื่อสื่อสารแรง - นี่คือฮิกส์โบซอน
ตัวสนามนั้นไม่สามารถตรวจจับได้ แต่ถ้าคุณสามารถตรวจจับอนุภาคฮิกส์ที่เกี่ยวข้องได้คุณก็สามารถสันนิษฐานได้ว่ามีสนามอยู่
และนี่คือที่ Large Hadron Collider เข้ามางานของเครื่องเร่งอนุภาคคือการแปลงพลังงานเป็นสสารผ่านสูตร e = mc2 ด้วยการเร่งอนุภาคเช่นโปรตอนสู่ความเร็วสูงพวกมันให้พลังงานจลน์จำนวนมหาศาล ในความเป็นจริงในการกำหนดค่าปัจจุบัน LHC ย้ายโปรตอนไปที่ 0.999999991c ซึ่งช้ากว่าความเร็วแสงประมาณ 10 กม. / ชม.
เมื่อลำอนุภาคเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้ามจะชนกันมันจะรวมพลังงานจำนวนมหาศาลเข้าสู่พื้นที่ขนาดเล็ก พลังงานนี้ต้องการไปที่ไหนสักแห่งดังนั้นมันจึงหยุดนิ่งเป็นเรื่อง (ขอบคุณ Einstein) พลังงานที่คุณสามารถชนกันได้มากขึ้นเท่านั้นคุณก็จะสามารถสร้างอนุภาคขนาดใหญ่ได้
ในปี 2013 LHC ได้อนุญาตให้นักฟิสิกส์สามารถยืนยันการปรากฏตัวของ Higgs Boson ในที่สุดโดยการปรับพลังงานของการชนให้อยู่ในระดับที่เหมาะสมและจากนั้นตรวจจับน้ำตกของอนุภาคที่เกิดขึ้นเมื่อ Higgs bosons สลายตัว
เนื่องจากมีการตรวจพบอนุภาคที่ถูกต้องคุณสามารถสันนิษฐานว่ามีฮิกส์โบซอนและด้วยเหตุนี้คุณจึงสามารถสันนิษฐานได้ว่ามีสนามฮิกส์ รางวัลโนเบลสำหรับทุกคน
ฉันบอกว่ามีความลึกลับเหลืออยู่ไม่กี่; แน่นอนว่าเป็นแรงดึงดูดของโลก แต่มีอีกสองสามอย่าง ความจริงก็คือตอนนี้นักฟิสิกส์รู้ว่าเรื่องที่ฉันอธิบายเป็นเพียงเศษเสี้ยวของจักรวาลทั้งหมด นักดาราศาสตร์คาดการณ์ว่าเพียง 4% ของจักรวาลเป็นเรื่องธรรมดาที่เราคุ้นเคย
อีก 23% เป็นสสารมืดและอีก 73% เป็นพลังงานมืด ดังนั้นยังมีความลึกลับมากมายที่จะทำให้นักฟิสิกส์ไม่ว่างเป็นเวลาหลายปี
และในปี 2013 Large Hadron Collider ได้ค้นพบอนุภาคที่นักฟิสิกส์ทำนายไว้เป็นเวลา 50 ปี ชิ้นสุดท้ายของแบบจำลองมาตรฐานได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีอยู่จริงและเราใกล้ชิดกับการทำความเข้าใจว่า 4% ของจักรวาลคืออะไร อีก 96% (โอ้และแรงโน้มถ่วง) ยังคงเป็นปริศนาทั้งหมด
นักฟิสิกส์กำลังเหวี่ยง LHC ไปสู่ระดับพลังงานที่สูงขึ้นและสูงขึ้นเพื่อค้นหาอนุภาคอื่น ๆ เพื่อทำความเข้าใจกับสสารมืดและดูว่าพวกมันสามารถสร้างหลุมดำด้วยกล้องจุลทรรศน์ได้หรือไม่ เครื่องดนตรีอันทรงพลังนี้มีวิทยาศาสตร์ที่จะเปิดเผยมากกว่านี้ดังนั้นคอยติดตาม
นั่นคือ Higgs Boson โดยสรุป แจ้งให้เราทราบหากมีแนวคิดอื่น ๆ เกี่ยวกับฟิสิกส์ของอนุภาคที่คุณต้องการพูดถึง ใส่ความคิดของคุณลงในความคิดเห็นด้านล่าง
พอดคาสต์ (เสียง): ดาวน์โหลด (ระยะเวลา: 6:17 - 5.8MB)
สมัครสมาชิก: Apple Podcasts | Android | RSS
พอดคาสต์ (วิดีโอ): ดาวน์โหลด (ระยะเวลา: 6:40 - 78.9MB)
สมัครสมาชิก: Apple Podcasts | Android | RSS
