Apakah Higgs Boson itu, dan mengapa itu sangat penting?

kepala higgs

Higgs boson, jika tidak ada, adalah partikel termahal sepanjang masa. Ini sedikit perbandingan yang tidak adil; Menemukan elektron, misalnya, membutuhkan sedikit lebih dari tabung vakum dan kejeniusan sejati, sementara menemukan boson Higgs membutuhkan penciptaan energi eksperimental yang jarang terlihat sebelumnya di planet Bumi. Large Hadron Collider hampir tidak memerlukan pengenalan, menjadi salah satu eksperimen ilmiah paling terkenal dan sukses sepanjang masa, tetapi identitas partikel target utamanya masih diselimuti misteri bagi sebagian besar masyarakat. Itu disebut Partikel Dewa, tetapi berkat upaya ribuan ilmuwan, kita tidak lagi harus mempercayai keberadaannya.

Mengapa Higgs menjadi subjek dari begitu banyak hype, pendanaan, dan (mis) informasi? Karena dua alasan. Satu, itu adalah partikel bertahan terakhir yang tersisa tersembunyi selama pencarian untuk memeriksa keakuratan Model Standar Fisika. Ini berarti penemuannya akan memvalidasi lebih dari satu generasi publikasi ilmiah. Kedua, Higgs adalah partikel yang memberi partikel lain massa mereka, menjadikannya sangat penting dan tampak ajaib. Kita cenderung menganggap massa sebagai properti intrinsik dari semua benda, namun fisikawan percaya bahwa tanpa boson Higgs, massa pada dasarnya tidak ada.

Beberapa orang menyatakan bahwa Homer Simpson meramalkan Higgs boson melalui Matt Groening

Beberapa orang menyatakan bahwa Homer Simpson memprediksi Higgs boson melalui kecenderungan Matt Groening untuk menyembunyikan fisika yang sangat kredibel di The Simpsons.



Alasannya kembali ke sesuatu yang disebut medan Higgs. Bidang ini sebenarnya berteori sebelum Higgs boson itu sendiri, karena fisikawan menghitung bahwa agar teori dan pengamatan mereka cocok, perlu untuk membayangkan bidang baru yang ada di mana-mana di alam semesta. Menopang teori yang ada dengan menciptakan komponen teoritis baru ke alam semesta berbahaya, dan di masa lalu membuat fisikawan membuat hipotesis tentang aether universal - tetapi semakin banyak matematika yang mereka lakukan, semakin mereka menyadari bahwa medan Higgs pasti nyata. Satu-satunya masalah? Dengan cara mereka mendefinisikannya, medan Higgs hampir tidak mungkin diamati.

Medan Higgs dianggap bertanggung jawab atas fakta bahwa beberapa partikel yang seharusnya tidak bermassa, ternyata memiliki massa. Dalam arti tertentu, media universal yang memisahkan partikel tak bermassa menjadi massa yang berbeda. Ini disebut pemutusan simetri, dan ini sering dijelaskan dengan analogi cahaya - semua panjang gelombang cahaya bergerak dengan kecepatan yang sama dalam medium vakum, tetapi dalam medium prisma, setiap panjang gelombang dapat dipisahkan dari putih homogen. cahaya menjadi pita dengan panjang gelombang yang berbeda. Ini tentu saja merupakan analogi yang salah, karena semua panjang gelombang cahaya ada dalam cahaya putih terlepas dari apakah kita mampu melihat fakta itu atau tidak, tetapi contoh tersebut menunjukkan bagaimana medan Higgs dianggap menciptakan massa melalui pemutusan simetri. Sebuah prisma memecah kecepatan-simetri dari berbagai panjang gelombang cahaya, sehingga memisahkan mereka, dan medan Higgs dianggap mematahkan simetri-massa beberapa partikel yang tidak bermassa secara simetris.

(A) Mulut Large Hadron Collider.

(A) Mulut Large Hadron Collider.

Baru kemudian fisikawan menyadari bahwa jika medan Higgs benar-benar ada, aksinya akan membutuhkan keberadaan partikel pembawa yang sesuai, dan sifat partikel hipotetis ini sedemikian rupa sehingga kita mungkin benar-benar dapat mengamatinya. Partikel ini diyakini berada dalam kelas yang disebut boson; Menjaga semuanya tetap sederhana, mereka menyebut boson yang menyertai medan Higgs sebagai boson Higgs. Ini adalah apa yang disebut 'pembawa gaya' untuk medan Higgs, sama seperti foton adalah pembawa gaya untuk medan elektromagnetik alam semesta; foton adalah, dalam arti tertentu, rangsangan lokal dari medan EM, dan dalam arti yang sama boson Higgs adalah eksitasi lokal dari medan Higgs. Membuktikan keberadaan partikel, dengan sifat-sifat yang diharapkan fisikawan berdasarkan pemahamannya terhadap medan, secara efektif sama dengan membuktikan keberadaan medan secara langsung.

Masukkan, setelah bertahun-tahun perencanaan, Large Hadron Collider (LHC), sebuah eksperimen yang cukup masif untuk berpotensi memalsukan teori boson Higgs. Putaran 17 mil dari elektromagnet bertenaga super dapat mempercepat partikel bermuatan ke fraksi signifikan dari kecepatan cahaya, menyebabkan tabrakan cukup kuat untuk memecah partikel ini menjadi konstituen fundamental, dan merusak ruang di sekitar titik tumbukan. Dengan energi tabrakan yang cukup tinggi, dihitung bahwa para ilmuwan pada dasarnya dapat melakukan super-charge boson Higgs, mendorongnya ke keadaan energi di mana ia akan membusuk dengan cara yang kita lakukan. bisa mengamati. Energi ini begitu besar sehingga beberapa bahkan panik dan mengatakan LHC akan menghancurkan dunia, sementara yang lain melangkah lebih jauh dengan menggambarkan pengamatan Higgs sebagai mengintip ke dimensi alternatif.

Seperti yang dapat Anda lihat dari bagan komposisi alam semesta ini, memahami materi gelap dan energi gelap sangat penting untuk memahami alam semesta kita.

Seperti yang dapat Anda lihat dari bagan komposisi alam semesta ini, memahami materi gelap dan energi gelap akan menjadi dasar untuk memahami alam semesta kita.

Pengamatan awal sepertinya benar-benar memalsukan prediksi, dan tidak ada tanda-tanda Higgs yang dapat ditemukan - mengarahkan beberapa peneliti yang telah berkampanye untuk menghabiskan miliaran dolar untuk pergi ke televisi dan dengan lemah lembut membuat argumen yang benar-tetapi-tidak memuaskan bahwa memalsukan teori ilmiah sama pentingnya dengan mengkonfirmasi Itu. Dengan sedikit lebih banyak waktu, bagaimanapun, pengukuran mulai bertambah, dan pada 14 Maret 2013 CERN diumumkan secara resmi konfirmasi dari Higgs boson. Bahkan ada beberapa bukti yang menunjukkan keberadaanbanyakHiggs boson, tapi ide itu membutuhkan studi lebih lanjut yang signifikan.

Jadi apa selanjutnya untuk partikel Tuhan? Nah, LHC baru saja dibuka kembali dengan peningkatan yang signifikan, dan memiliki mata untuk melihat segala sesuatu mulai dari antimateri hingga energi gelap. Materi gelap diperkirakan berinteraksi dengan materi biasa hanya melalui media gravitasi - dan dengan menciptakan massa, Higgs boson bisa menjadi sangat penting untuk memahami caranya. Kegagalan utama Model Standar adalah bahwa ia tidak dapat menjelaskan gravitasi - salah satu yang dapat melakukannya disebut Grand Unified Theory - dan beberapa berteori bahwa partikel / medan Higgs dapat menjadi jembatan yang sangat diinginkan fisikawan.

Bagaimanapun, Higgs benar-benar hanya dikonfirmasi keberadaannya; itu belum dipahami sepenuhnya. Akankah eksperimen masa depan mengkonfirmasi super-simetri, dan gagasan bahwa Higgs boson bisa membusuk materi gelap itu sendiri? Atau akankah mereka mengkonfirmasi setiap prediksi kecil Model Standar tentang properti Higgs boson dan, secara paradoks, mengakhiri seluruh bidang studi itu untuk selamanya?

Lihat seri 2007es.com Explains kami untuk liputan yang lebih mendalam.

Copyright © Seluruh Hak Cipta | 2007es.com