โดย แอนดรูว์ เมย์ เผยแพร่เมื่อ 08 มีนาคม 2022 สล็อตเว็บตรง อนุภาคที่เข้าใจยากที่นักฟิสิกส์รู้ว่าต้องมีอยู่ แต่ใช้เวลาครึ่งศตวรรษในการค้นหา
ภาพประกอบแนวคิดของอนุภาคฮิกส์ (สีส้มด้านบนและด้านล่าง) ที่ผลิตโดยการชนกันสองโปรตอน โปรตอนแต่ละอันประกอบด้วยควาร์กสามตัว (สีเขียวและสีน้ําเงิน) ที่จัดขึ้นด้วยกันโดยกองกําลัง
นิวเคลียร์ที่แข็งแกร่งที่ดําเนินการโดยกลูออน (เส้นหยักสีขาว) ฮิกส์โบซอนซึ่งคาดว่าจะมีอยู่นาน
ตามทฤษฎีในที่สุดก็ถูกเปิดเผยในการชนกันของโปรตอนโปรตอนซึ่งดําเนินการโดยใช้ Hadron Collider (LHC) ขนาดใหญ่ที่ CERN ในสวิตเซอร์แลนด์ 2012 (เครดิตภาพ: มาร์คกระเทียม / ห้องสมุดภาพวิทยาศาสตร์ผ่าน Getty ภาพ) วันนี้ ฮิกส์โบซอนเป็นหนึ่งใน 17 อนุภาคพื้นฐานที่ประกอบขึ้นเป็นแบบจําลองมาตรฐานของฟิสิกส์อนุภาคซึ่งเป็นทฤษฎีที่ดีที่สุดของนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับพฤติกรรมของบล็อกอาคารพื้นฐานที่สุดของจักรวาล อนุภาคฮิกส์โบซอนเป็นครั้งสุดท้ายของสิ่งเหล่านี้ที่จะถูกค้นพบหลังจากการค้นหาที่กินเวลาห้าทศวรรษและมีบทบาทพื้นฐานในฟิสิกส์ย่อยที่บางครั้งเรียกว่า “อนุภาคของพระเจ้า” ที่นี่เราจะมาดู Higgs boson อย่างใกล้ชิดจากต้นกําเนิดทางทฤษฎีผ่านการค้นพบรายละเอียดสูงในปี 2012 ไปจนถึงความสําคัญอย่างต่อเนื่องในปัจจุบัน
ทฤษฎีสนามฮิกส์
หนึ่งในคุณสมบัติพื้นฐานที่สุดของสสารคือ “มวล” ซึ่งเป็นปริมาณที่กําหนดความต้านทานที่วัตถุมีให้เมื่อใช้แรงกับวัตถุนั้นตามรายงานของกระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกา มันคือ m ในสมการที่มีชื่อเสียงของไอน์สไตน์ E = mc^2 โดยที่ คือพลังงาน เนื่องจาก c เป็นเพียงค่าคงที่ — ความเร็วของแสง — แล้วสิ่งที่สมการนั้นบอกเราคือว่า, ยกเว้นการเปลี่ยนแปลงของหน่วยการวัด, พลังงานและมวลเป็นสิ่งเดียวกัน ประมาณ 99% ของมวลของวัตถุในโลกแห่งความเป็นจริงเช่นร่างกายมนุษย์มาจากพลังงานที่มีผลผูกพันที่ถืออนุภาคพื้นฐานเข้าด้วยกันภายในอะตอม อย่างไรก็ตาม 1% ที่เหลือของมวลนั้นอยู่ภายในอนุภาคพื้นฐานเหล่านั้น คําถามคือ: พวกเขาจะได้รับมวลของพวกเขาได้อย่างไร?
ในช่วงทศวรรษที่ 1960 นักฟิสิกส์ทฤษฎีรวมถึงปีเตอร์ฮิกส์แห่งมหาวิทยาลัยเอดินบะระได้คิดคําตอบที่เป็นไปได้ตาม CERN องค์การวิจัยนิวเคลียร์แห่งยุโรป กลไกที่พวกเขาเสนอเกี่ยวข้องกับสนามที่มองไม่เห็น แต่แพร่หลายทั้งหมดต่อมาขนานนามว่า “สนามฮิกส์” มันผ่านการมีปฏิสัมพันธ์กับสาขานี้ที่อนุภาคประถมได้รับมวลของพวกเขาอนุภาคที่แตกต่างกันมีมวลที่แตกต่างกันเพราะพวกเขาไม่ได้ได้รับผลกระทบทั้งหมดในลักษณะเดียวกันโดยสนามฮิกส์ นักวิทยาศาสตร์ CERN Stefano Meroli อธิบายเรื่องนี้ด้วยการเปรียบเทียบของบุคคล (อนุภาคพื้นฐาน) ที่เคลื่อนที่ผ่านกลุ่มนักข่าว (สนามฮิกส์) หากบุคคลนั้น
เป็นคนดังพวกเขาจะต้องต่อสู้ผ่านเช่นอนุภาคมวลสูง แต่ถ้าพวกเขาไม่รู้จักนักข่าวพวกเขาจะผ่านได้อย่างง่ายดายเช่นอนุภาคมวลต่ําปีเตอร์ ฮิกส์ ส่งเอกสารต้นฉบับของเขาเกี่ยวกับสนามฮิกส์ (ในขณะนั้นไม่มีชื่อ) ไปยังวารสารจดหมายทบทวนทางกายภาพเมื่อวันที่ 31 สิงหาคม 1964 ตามรายงานของ
มหาวิทยาลัยเอดินบะระ ในวันเดียวกันกระดาษอีกฉบับหนึ่งของนักฟิสิกส์ชาวเบลเยียม Francois
Englert และ Robert Brout ได้รับการตีพิมพ์อธิบายทฤษฎีเดียวกันเป็นหลัก เมื่อสิ่งนี้ถูกนํามาสู่ความสนใจของเขาฮิกส์ได้แก้ไขกระดาษของเขาเองเพื่อเพิ่มการคาดการณ์อีกครั้ง – ว่าควรมีอนุภาคพื้นฐานใหม่ที่เกี่ยวข้องกับสนามฮิกส์ มันเป็นของอนุภาคประเภทที่เรียกว่า bosons และตัวเองจะมีมวลสูงมาก นี่คืออนุภาคที่เป็นที่รู้จักกันในชื่อฮิกส์โบซอน
ทฤษฎีของฮิกส์เป็นคําอธิบายที่สง่างามสําหรับมวลของอนุภาคมูลฐาน แต่มันถูกต้องหรือไม่? วิธีที่ชัดเจนที่สุดในการตรวจสอบคือการสังเกตฮิกส์โบซอน แต่นั่นจะไม่ง่ายเลย สําหรับสิ่งหนึ่งฮิกส์โบซอนคาดว่าจะไม่เสถียรสูงสลายตัวเป็นอนุภาคอื่น ๆ ในเสี้ยววินาทีตามนักฟิสิกส์ไบรอันกรีนเขียนสําหรับนิตยสารสมิธโซเนียน และมวลมหาศาล — ตามมาตรฐานอะตอม – หมายความว่ามันสามารถสร้างขึ้นได้เฉพาะในการชนพลังงานที่สูงมาก เมื่อ CERN สร้างเครื่องเร่งอนุภาคที่ทรงพลังที่สุดในโลก Hadron Collider ขนาดใหญ่ (LHC) หนึ่งในแรงจูงใจหลักคือการหาฮิกส์โบซอน
นักฟิสิกส์วัดมวลของอนุภาคในหน่วยที่เรียกว่าอิเล็กตรอนโวลต์ (eV) ตัว อย่าง เช่น มวล ของ โปรตอน — นิวเคลียส ของ อะตอม ไฮโดรเจน — คือ 938 ล้าน วี. เมื่อ LHC เริ่มดําเนินการในปี 2008 สิ่งเดียวที่นักวิทยาศาสตร์รู้แน่นอนเกี่ยวกับ Higgs คือมวลของมันจะต้องมากกว่า 114 พันล้าน eV ตาม CERN – มิฉะนั้นจะถูกพบโดยเครื่องเร่งอนุภาครุ่นก่อนหน้า โชคดีที่ LHC พิสูจน์แล้วว่าเท่ากับงานทําให้การวัดจํานวนมากขึ้นบ่งบอกถึงสิ่งที่ยั่วยวนเหมือนฮิกส์ประมาณ 125 พันล้าน eV ภายในวันที่ 4 กรกฎาคม 2012 ไม่ต้องสงสัยอีกต่อไปและมีการประกาศอย่างเป็นทางการต่อแฟนๆ สื่อที่ยอดเยี่ยม เกือบ 50 ปีหลังจากที่มีการเสนอครั้งแรกในที่สุดฮิกส์โบซอนก็ถูกพบ สล็อตเว็บตรง
