ฮิกส์โบซอนถูกค้นพบได้อย่างไร

ฮิกส์โบซอนถูกค้นพบได้อย่างไร
ฮิกส์โบซอนถูกค้นพบได้อย่างไร

วีดีโอ: ฮิกส์โบซอนถูกค้นพบได้อย่างไร

วีดีโอ: ฮิกส์โบซอนถูกค้นพบได้อย่างไร
วีดีโอ: เล็กๆเปลี่ยนโลก [by Mahidol] ทฤษฎีและการค้นพบในฟิสิกส์ยุคปัจจุบัน ตอน 3 (1/3) อนุภาคฮิกส์โบซอนคือ 2024, มีนาคม
Anonim

เมื่อวันที่ 4 กรกฎาคม 2555 ผู้เชี่ยวชาญจากองค์การเพื่อการวิจัยนิวเคลียร์แห่งยุโรป (CERN) ประกาศว่าในที่สุดพวกเขาก็ค้นพบโบซอนฮิกส์ มีการทำนายการมีอยู่ของอนุภาคสมมุติฐานดังกล่าวเมื่อประมาณห้าสิบปีก่อน แต่มีความเป็นไปได้ที่จะได้รับการยืนยันเชิงปฏิบัติของสมมติฐานนี้หลังจากการเปิดตัว Large Hadron Collider

ฮิกส์โบซอนถูกค้นพบได้อย่างไร
ฮิกส์โบซอนถูกค้นพบได้อย่างไร

ในช่วงกลางทศวรรษที่ 60 ของศตวรรษที่ผ่านมา Peter Higgs อาจารย์ที่มหาวิทยาลัยเอดินบะระซึ่งรู้จักกันน้อยได้ทำนายการมีอยู่ของอนุภาคพิเศษซึ่งเป็นพื้นฐานของแบบจำลองสมัยใหม่ของจักรวาล ด้วยเหตุนี้เองที่ Higgs boson ได้รับการขนานนามว่า "อนุภาคของพระเจ้า" LHC - Large Hadron Collider ซึ่งเป็นการติดตั้งที่ยิ่งใหญ่สำหรับการศึกษาอนุภาคมูลฐาน ช่วยในการทดลองยืนยันการมีอยู่ของอนุภาค

ฮิกส์แนะนำว่ามีสื่อหรือสนาม "ทำให้รุนแรงขึ้น" ซึ่งบินผ่านซึ่งอนุภาคมูลฐานเริ่มมีปฏิสัมพันธ์กับมัน ยิ่งปฏิกิริยารุนแรงมากเท่าใด อนุภาคก็จะยิ่งทะลุผ่านตัวกลางได้ช้าลง และอนุภาคนี้มีมวลมากขึ้น ในแวดวงของนักฟิสิกส์ แนวคิดหนึ่งเกิดขึ้น: โดยใช้เครื่องเร่งความเร็วอันทรงพลังเพื่อ "หนีบ" ส่วนหนึ่งของสนาม จัดเรียง "บิ๊กแบงแบบย้อนกลับ"

ตามกฎของกลศาสตร์ควอนตัม สนาม "ทำให้รุนแรงขึ้น" ที่ฮิกส์ทำนายไว้ประกอบด้วยควอนตัมซึ่งมีทั้งคลื่นและอนุภาคพร้อมกัน ควอนตัมของสนามฮิกส์สมมุติฐานเรียกว่าโบซอนในวิทยาศาสตร์

แนวคิดของการทดลองคือการทำลายคู่ที่ประกอบด้วยโปรตอนและฮิกส์โบซอนที่มีผลกระทบอันทรงพลัง นี่จะทำให้สามารถมองเห็นโปรตอนที่ถูกปลดปล่อยออกมาได้ ซึ่งกลายเป็นโฟตอนของแสงโดยไม่มีตัวกลางเฉพาะและอนุภาคอื่น - ฮิกส์โบซอนที่แสวงหา

การทดลองเริ่มขึ้นในช่วงต้นทศวรรษ 1980 ที่เครื่องชนกันครั้งแรกที่สร้างโดย European Organization for Nuclear Research ในเวลานั้น เป็นไปไม่ได้ที่จะหาฮิกส์โบซอน แต่ได้ผลลัพธ์ขั้นกลางที่ให้กำลังใจมากมาย ต่อจากนั้นงานยังคงดำเนินต่อไปที่ Large Hadron Collider ซึ่งสร้างขึ้นในบริเวณทะเลสาบเจนีวา การทดลองใหม่กินเวลานานกว่าสิบเอ็ดปีและทำให้สามารถแก้ไขพารามิเตอร์การวิจัยรวมทั้งกำหนดช่วงการวัด

หลายปีของการรอคอยและค่าใช้จ่ายที่สำคัญในโครงการวิจัยได้รับผลตอบแทนแล้ว ในการแถลงข่าวอย่างเป็นทางการของ CERN ลงวันที่ 4 กรกฎาคม 2555 มีการประกาศอย่างระมัดระวังว่ามีการระบุสัญญาณที่ชัดเจนของการมีอยู่ของอนุภาคใหม่ ซึ่งสอดคล้องกับกรอบของทฤษฎีที่เสนอโดยฮิกส์ แม้จะมีโอกาสเกิดข้อผิดพลาดเพียงเล็กน้อย แต่นักฟิสิกส์ส่วนใหญ่ก็มั่นใจว่าการค้นหา Higgs boson นั้นสำเร็จลุล่วงไปด้วยดี