Šest najjednostavnijih objašnjenja šta je Higsov bozon

 O Higosovom bozonu, 'Božijoj čestici', priča se godinama, otkako su počeli eksperimenti u CERN-u. Naučnici su potvrdili njegovo postojanje. A šta je Higsov bozon i kako to jednostavno objasniti?

Londonski Gardijan pozvao je na svom naučnom blogu čitaoce da što prostije objasne šta je to Higsov bozon. Tako da bude jasno sedmogodišnjaku. Gardijan je odabrao desetak objašnjenja, a mi vam prenosimo šest po izboru NM portala.


 1. Avioni u vazduhu i u svemiru

Uzmimo za primer avione i vazduh. Veliki avioni sporo se kreću jer imaju otpor vazduha. Mali lovci mlaznjaci, oštrih linija, kreću se lakše jer je otpor manji.  Ali, da su u svemiru, bilo bi svejedno da li su im linije oštre ili ne, da li su aerodinamčni ili ne. U vakuumu aerodinamičnost ne znači ništa.
Higsovo polje na takav način deluje na materiju. Pre nego što je nastalo Higsovo polje (bilioniti deo sekunde nakon Velikog praska) sve čestice su letele brzinom svetlosti jer nije bilo ničega da ih spreči i uspori. Bile su kao avioni u vakuumu. Ali, čim je nastalo Higsovo polje, teške čestice su usporile. Druge, poput fotona koji nemaju masu, produžile su istom brzinom.
U ovoj analogiji Higsova čestica je kiseonik ili azot, od koga se sastoji vazduh: vazduh je sastavljen od čestica (kao što je Higsovo polje sastavljeno od bozona), ali mi o vazduhu pričamo kao o fluidu.
 
2. Plivanje kroz vodu

Higsovo polje objašnjava zašto neke čestice imaju masu a neke ne. Što je čestica u većoj interakciji sa Higsovim poljem, veća joj je masa. Čestice koje nemaju interakciju sa poljem, poput fotona, nemaju ni masu.  Zamislite polje kao vodu, a čestice kao ribe. Vretenaste ribe će plivati lako kroz vodu, uz malo otpora i malo interakcije. AKo ti uđeš u vodu, nećeš plivati tako lako jer tvoje telo ima veću interakciju sa vodom.
A šta je tu Higsov bozon? To bi u ovoj analogiji bio molekul vode.
I kad je sve tako jednostavno, zašto je bio toliki izazov da se nađu Higsovi bozoni? Higsova teorija kaže da su te čestice postojale samo deliće trenutka, neposredno posle Velikog praska. Čestice su izuzetno nestabilne i da bismo ih sada pronašli, moramo ih stvoriti. Da bi se to učinilo, naučnici su izgradili Veliki haronski sudarač - mašinu za razbijanje čestica, koja je smeštena ispod Ženeve - tunel od 23 km koji ispaljuje protone jedne na druge u suprotnom pravcu, gotovo brzinom svetlosti, kako bi se raspali na delove. A u sudaru nastaju elektroni, kvarkovi, svetlost i, nadamo se, Higsove čestice.
A zašto je bitno da li Higsov bozon postoji?
Od 1970-tih fizičari koriste teoriju Standardnog modela kako bi objasnili interakciej među česticama i fenomen kvantuma. Najveći problem sa tom teorijom je taj što nije potvrđeno postojanje Higsovog bozona. Potvrđivanjem se popunjava praznina i fizičari mogu da krenu dalje.
 
3. Kamen o kamen

Univerzum koji vidimo je sastavljen od puno sićušnih čestica koje ne vidimo. One se drže zajedno jer imajumasu - to je nešto poput toga koliko si težak. Naučnici ono što održava čestice zajedno nazivaju Higsovo polje. A Higsovo polje je sačinjeno od čestica koje se zovu Higsovi bozoni.
Te čestice pokušavaju da otkriju naučnici u CERN-u tako što će veće čestice razbijati brzinom bliskom brzini svetlosti, a onda u tom što je nastalo tražiti bozone. Znači - kao d auzmeš dva kamena, razbiješ ih jedan o drugi jako brzo i onda u tom lomu gledaš od čega je kamen načinjen.

 

4. Gliser

Posle Velikog praska, čestice su lutale na sve strane. Nije bilo ničega - samo svemir i čestice. Nije bilo materije. A onda se pojavila nova čestica koja je za sobom ostavljala talas, kao kad gliser projuri, a ostale čestice koje su udarale u taj talas su se spajale i stvorile materiju. Lagane čestice, zvane fotoni, samo su projurile kroz taj talas, kao skijaš na vodi.

 

5. Malo, manje, najmanje

Sve oko nas je načinjeno od atoma, toliko sićušnih da ne možemo da ih vidimo ni mikroskopom. Naučnici su otkrili da se atomi sastoje od još manjih čestica - neutrona, protona i elektrona. A onda su zaključili da se i one sastoje od još manjih čestica - kvarkova i Higsovih bozona.
Ako želiš da vidiš od čega je nešto napravljeno moraš da ga rastaviš. Problem sa protonima je što su toliko mali da nema dovoljno malog čekića da ih razbijemo. Čak i da ga imamo, njih drži moćna sila zvana elektromagnetizam. I naučnici su se setili - da naprave tunel u kome će se dva protona sudariti i rasturiti na sastavne delove. Ali kako da ih ubrzamo što više da bi se što jače sudarili? Odgovor je magnet. Napravljen je tunel dugačak 27 km u kome magneti ubrzavaju protone do 99 % brzine svetlosti.

 

6. Ples čestica

Jednom davno, u jednoj dalekoj zemlji, živele su dve zavađene porodice: Fermioni i Bozoni. Fermioni su bili poznati po svom neobičnom plesu sa poluokretom. Elektroni, Protoni i Kvarkovi bili su Fermioni.Bozoni su dok plešu pravili pune okrete, i prezirali su poluokret. Fotoni i Gluoni su bili Bozoni. Pričalo sa da Bozoni imaju i davno izgubljenog starijeg brata, po imenu Higsov Bozon, koga odavno niko nije video.
Jednog dana, u kraj u kom su zavađene porodice živele dođe jedan veoma star i mudar čovek. Ispričao im je da svoju svađu oko poluokreta i punog okreta treba da prekinu, jer su nekada svi bili isti, i nisu imali masu.
“Na početku vremena, kada je stvoren svemir svi ste rođeni jednaki. Ali onda ste upali u magično polje, zvano Higsovo polje, koje vas je izmenilo i učinilo različitim, sve osim fotona, koji su ostali kakvi su i bili”, rekao je starac. Starac im je kazao i da je to polje stvorio Higsov bozon - davno izgubljeni stariji brat Bozonovih.
Porodice su, naravno, odbile da poveruju takvu glupost, pa stoga starac krenu da nađe Higsovog bozona da im dokaže da je bio u pravu. U ovom poduhvatu, za pomoć je zamolio naučnike iz Cerna. I tako, najzad, drevnoj se zavadi bliži kraj.
 
autor: ZM izvor: Gardijan