Как Бозон Хиггса Дает Массу Вещей

{h1}

Частица хиггса дает все остальное во вселенной, опосредуя взаимодействия с сиропообразным веществом, называемым полем хиггса. Вот что это значит.

Печально известная частица Хиггса выполняет тяжелую задачу: она предоставляет всем другим элементарным частицам их массу. Без этого они - мы - отчаянно мчались бы вокруг со скоростью света, слишком свободной для образования атомов. Но как это делает Хиггс?

Вместо уравнений физики склонны объяснять процесс с точки зрения спорта и сиропа.

Во-первых, каждая из элементарных частиц приобретает свой уникальный набор атрибутов, взаимодействуя с невидимыми объектами, называемыми полями. Подобно футбольным полям, это большие этапы, на которых люди (будь то электроны или бегающие спины) несутся так или иначе, и иногда сталкиваются друг с другом. Но в отличие от футбольных полей, области физики являются трехмерными и простираются бесконечно во всех направлениях.

Одним из таких полей является электромагнитное (ЭМ) поле - то, которое вы можете чувствовать рядом с полюсами красного и серебряного стержневого магнита, но которое действительно существует везде и всегда. Каждая частица взаимодействует с электромагнитным полем таким образом, который зависит от ее электрического заряда. Например, электроны, заряд которых равен -1, стремятся перемещаться через поле к положительным концам стержневых магнитов и слипаться вместе с положительно заряженными протонами.

Как и у спортивного поля с соответствующим мячом, у каждого поля физики есть соответствующая частица. Например, электромагнитное поле связано с фотоном или частицей света. Это соответствие проявляется двумя способами: во-первых, когда электромагнитное поле «возбуждается», что означает, что его энергия вспыхивает в определенном месте, это вспышка сама по себе является фотоном.

Во-вторых, когда частицы взаимодействуют с электромагнитным полем (например, когда они притягиваются к противоположно заряженному концу магнита), они испытывают поле, поглощая и испуская постоянный поток «виртуальных фотонов» - фотонов, которые мгновенно появляются и вне существования только с целью обеспечения взаимодействия частицы с полем.

Также существует поле Хиггса. Это дает массу частиц. [Как вы взвешиваете атом?]

За исключением безмассовых фотонов и глюонов, «все элементарные частицы получают свою массу от взаимодействия с полем [Хиггса], что-то вроде« замедления »при прохождении через густой сироп», - объяснил Джеймс Овердуин, физик из Университета Тоусона в Мэриленд.

Некоторым частицам труднее пройти через сиропообразное поле Хиггса, чем другим, и в результате они тяжелее. Однако неизвестно, почему некоторые частицы, такие как чрезвычайно полнотелый верхний кварк, в тысячи раз больше заполнены полем Хиггса, чем легкие частицы, такие как электроны и нейтрино. «Теоретики искали какой-то способ на самом деле предсказать массы [частиц] из первых принципов. Пока не появилось ни одной убедительной теории», - сказал Джон Гунион, автор «Руководства охотника Хиггса» (Basic Books, 1990) и профессор физики. в университете Калифорнии, Дэвис. [Есть ли бозоны Хиггса в космосе?]

Но вот где приходит частица Хиггса: точно так же, как фотон опосредует взаимодействие с электромагнитным полем и сам является возбуждением электромагнитного поля, частица Хиггса опосредует взаимодействие с полем Хиггса, так и сам является возбуждением поля Хиггса.

Частицы тащатся через поле Хиггса, обмениваясь с ним виртуальными частицами Хиггса. И настоящая частица Хиггса появляется, когда поле становится возбужденным, как сироп. Обнаружение такой неровности (то есть частицы) - это то, как физики могут быть уверены, что сироп (то есть поле) существует. «Вы должны получить достаточно энергии, чтобы возбудить поле, чтобы оно выглядело для нас как частица. В противном случае мы не знаем, где это поле», - сказал Крейг Блокер, физик-охотник из Хиггса из Университета Брандейса, в «Маленьких тайнах жизни».

Но поскольку частица Хиггса обладает чрезвычайно высокой энергией (или, что то же самое, очень тяжелой), трудно создать достаточно поля Хиггса, чтобы создать его. Вот тут-то и вступает в действие Большой адронный коллайдер: разбивая вместе высокоскоростные протоны, он генерирует достаточно сока, чтобы время от времени разбивать сиропообразное поле Хиггса, создавая бозоны Хиггса.

Следите за Натали Вулчовер в Твиттере @nattyover. Следите за Маленькими Тайнами Жизни в Твиттере @llmysteries. Мы также в Facebook и Google+.





RU.WordsSideKick.com
Все права защищены!
Перепечатка материалов разрешена только с простановкой активной ссылки на сайт RU.WordsSideKick.com

© 2005–2020 RU.WordsSideKick.com