نظرة على حقل هيغز وبوزون هيغز

نهج لنظرية المجال الموحد العظيم
مثال على بيانات محاكاة تم نمذجتها لكاشف الجسيمات CMS على مصادم الهادرونات الكبير (LHC) في CERN. هنا ، بعد اصطدام بروتونين ، يتم إنتاج بوزون هيغز ، والذي يتحلل إلى هادرونين واثنين من نفاثات الإلكترون. تمثل الخطوط المسارات المحتملة للجسيمات الناتجة عن اصطدام البروتون بالبروتون في الكاشف ، بينما تظهر الطاقة المتراكمة بواسطة هذه الجسيمات باللون الأزرق.

في هذه المقالة سوف نتحدث عن هيغز. مبتكر الموضوع ، بيتر وير هيغز (من مواليد 29 مايو 1929) ، عالم فيزياء نظرية بريطاني ، متقاعد من جامعة إدنبرة ، وحائز أيضًا على جائزة نوبل في الفيزياء لعمله على الجسيمات دون الذرية.

قبل المجيء إلى عمل Peter Ware Higgs ، من المفيد فحص "نظرية المجال الكمومي" ، النموذج القياسي ، الذي تم التحقق منه من خلال تجارب لا حصر لها على مدار الثلاثين عامًا الماضية ويستخدم لوصف الجسيمات دون الذرية. (تم فحص ثلاث قوى أساسية في النموذج القياسي ؛ القوة الكهرومغناطيسية ، قوة التفاعل النووي الضعيفة (القوة الكهربية الضعيفة) وقوة التفاعل النووي القوية.) يحدد النموذج القياسي الديناميكا الكهربية الكمية ، والتي يتم فيها تعريف الإلكترونات والفوتونات ، وديناميكا الكم ، المعروفة بنظرية الكواركات والغلونات. وفقًا لديناميكيات الألوان الكمومية ، هناك 30 أنواع مختلفة من الكواركات وتتفاعل هذه الكواركات بطرق مختلفة. يمكن تجميع الكواركات معًا من خلال التفاعل النووي القوي ، والذي يتم إطلاقه في شكل بوزون وغلون ، والذي يتوسط التفاعل النووي القوي. بالنسبة لمجموعة Murray Gell-Mann العلمية ، نتيجة للعمل المعروف باسم نظرية ديناميات الألوان الكمومية ، حصلت مجموعة العلماء على جائزة عملهم ، والتي نتج عنها جائزة نوبل في الفيزياء عام 6. يُعرف "Cromo" باسم "اللون" في اللغة اليونانية لديناميكيات الألوان الكمومية. بعبارة أخرى ، تأتي من الطريقة التي تتفاعل بها الألوان مع بعضها البعض. [1969] https://fizikhaber.com/atomun-rengi/ في مقالتنا حول لون الذرة جمعت مع أساتذتي في 03/07/2021.

في هذه المرحلة ، يمكننا الانتقال إلى موضوعنا. في 13 يونيو 2022 https://fizikhaber.com/buyuk-birlesik-alan-teorisi-hakkinda-bir-yaklasim/ لقد تطرقت إلى الموضوع قليلاً في رسالتي. هذه المقالة ستكون على هيغز.

تم اقتراح ميكانيكا هيغز من قبل العديد من العلماء ، وخاصة بيتر هيغز ، الذي اقترح في الستينيات أن نظرية الضعف الكهربائي يمكن أن تكشف عن أصل كتلة الجسيمات الأساسية وتفاصيل البوزونات W و Z. يتنبأ هذا الاقتراح بوجود جسيم جديد ، بوزون هيغز. بالنسبة لبيتر وير هيغز ، فإن العمل على بوزون هيغز سيكون أحد أعظم الإنجازات الفيزيائية للعالم. في 1960 يوليو 4 ، نُشر في CERN عن وجود بوزون مثل بوزون هيغز بشكل تجريبي ، وكان الجانب الملحوظ من البحث هو أنهم بحاجة إلى مزيد من العمل لنموذج بوزون هيغز القياسي. نحن نعلم أنه تم اكتشاف جسيم مع صفر دوران وتكافؤ إيجابي في 2012 مارس 14 في عمليات البحث على الفهرس. في تجارب CERN LHC يحتوي الجسيم المكتشف على ملاحظتين أساسيتين لدعم بوزون هيغز: صفر دوران وكونه جسيمًا عدديًا. وكان أول جسيم عددي يكتشف في الطبيعة لأول مرة في تاريخ العلم. مرة أخرى ، نتيجة البحث المفهرس استعراض للحروف البدنية نعلم أنه تم نشر ورقة أكاديمية حول بوزون هيغز في 20 مايو 2014 [2].

تعتبر ميكانيكا هيغز بشكل عام مكونًا مهمًا للنموذج القياسي لفيزياء الجسيمات. من المعروف أنه بدون ميكانيكا هيغز ، ستكون بعض الجسيمات عديمة الكتلة.

إذن ما هو هذا المجال الكبير و HIGGS BOSON؟

وفقًا لنظرية الانفجار العظيم ، يُعتقد أنه بعد الانفجار العظيم مباشرة ، كان هناك تمدد أسرع من الضوء ، يسمى التضخم الكوني ، في ملايين الوحدات المقطعية في الثانية. على الرغم من أنه كان يُعتقد أن هذا التوسع تسبب في تقلبات في الفضاء ، تم اكتشاف التقلبات الناتجة لأول مرة بعد النظرية ، بعد فحص الموجات التي وصلت إلى الأرض بعد اصطدام ثقبين أسودين عملاقين. أثناء تشكل الكون مع الانفجار العظيم ، فإن مجال هيغز موجود أيضًا بقوة الجاذبية في اللحظات الأولى. يمكن أن يتفاعل حقل هيغز مع الجسيمات ويمنحها كتلة. على الرغم من أن العلماء ذكروا في المقالات أنه لا يمكننا اكتشاف مجال هيغز مباشرة ، أعتقد أنه يمكن اكتشاف بوزون هيغز ، وهو وسيط بين الجسيم والحقل. في الجسيمات دون الذرية ، تبلغ كتلة البروتون حوالي 1836 كتلة إلكترون. إذن ، هناك آلية في العالم المصغر تعطي كتلة لهذه الجسيمات الفرعية. هذه هي الآلية التي تمكن الجسيمات دون الذرية من اكتساب الكتلة. إنه مجال هيغز وتكتسب المادة كتلة عندما يكون هذا المجال سلميًا. (كتبت في القسم السابق ؛ في 14 مارس 2013 ، تم اكتشاف جسيم مع صفر دوران وتكافؤ إيجابي. استوفى هذا الجسيم المعيارين الرئيسيين لبوزون هيغز وكان أول جسيم عددي تم اكتشافه في الطبيعة).

مخطط فاينمان لإشعاع الغلوون
مخطط Feynmann Diagram Gluon Radiation - وفقًا لمخطط Feynmann ، يمكن لأزواج Electro-positron و quark-antiquark أن تنتج Higgs.

كون حقل هيغز عددي يعني أن الحقل الموجود في الكون السلبي مليء بالجزيئات الافتراضية. في هذه المرحلة ، من المفيد أن نقول: يُعتقد أن قيم عدد الجسيمات الافتراضية لا نهائية ولن تميل إلى الزيادة أو النقصان في مجموع هذه الجسيمات أثناء تبادل الشحنات المفرطة في الكون السالب. المعلمة الوحيدة المعروفة التي تضمن أن ذلك يرجع إلى عدم وجود دوران. يكتسب الجسيم الأساسي ، الإلكترون ، شحنة مفرطة مع مجال هيغز ويتفاعل مع قوة التفاعل النووي الضعيفة. وفقًا لقانون حفظ الطاقة ، يتم أيضًا الحفاظ على مبلغ الشحن المفرط. نتيجة لتفاعل الشحن المفرط لحقل الإلكترون و Higgs ، تصبح قيمة الدوران لأعلى ولأسفل 1 - 1 = 0 ، نجد الدوران الصفري وفقًا للمعلومات التي تم الحصول عليها.

في هذه المرحلة ، نعلم من البيانات السابقة ؛ من المعروف أن الكواركات يمكن أن تتحد لإنتاج هيغز وتنتج كواركات بواسطة بوزون هيغز بآلية عكسية. مرة أخرى ، وفقًا للبيانات التي تم الحصول عليها ؛ الباريونات والكواركات ، وهي جسيمات دون ذرية تظهر كجسيمات تتفاعل بقوة مع مجال هيغز. في النموذج القياسي أثقل جسيم قاع هو الجزء العلوي الجاف واكتُشف في عام 1995 في مختبر فيرمي. يمكن لجسيم هيغز أن ينتج كوارك علوي وكوارك سفلي (يسمى أيضًا الكوارك المضاد للقمة) ، ويتصادم هذان الجسيمان ليشكلا جسيم هيغز. آلية التكوين سريعة جدًا وفيمتوثانية (1 فيمتوثانية = 10)-18 ق) ، لأنه يظهر ويختفي في مثل هذا الوقت القصير ، فمن المناسب أن نطلق عليه "جسيم الشبح" ، وقد أطلق عليه العلماء اسم جسيم الله. في فيزياء الكم ، تطفو جميع الجسيمات في مجال الطاقة المرتبط بها ، إذا فكرنا في الأمر على أنه محيط عملاق. من الممكن جدًا أن نقول إن بوزون هيغز يطفو في محيط هيغز.

نعم ، أعلم أن الأمر لم يكن بسيطًا وواضحًا. الآن دعنا نصنع رمزية ويفكر الجميع في فنان يعجبهم كثيرًا وفقًا لفئتهم العمرية. لديك 5 ثواني. على سبيل المثال ... الآن نستمع إلى محاضرة في الفصل ، يأتي أحد هؤلاء الفنانين. صرخات الفرح في الفصل انتهى الدرس. الفصل كله يحيط بهذا الفنان الحبيب. هذا الفنان المحبوب ، من أجل التخلص من كرة الحب هذه ، ينقل كل طاقته لجمهوره الذين يحتضنونه كطاقة إيجابية ، وتنتهي طاقته وتختفي في لحظة. نقل الطاقة في الفيزياء ، يُعزى إعطاء الكتلة للجسيمات والانقراض إلى مصطلح جسيم الشبح ، والذي يُنسب إليه لأنه لا يمكن اكتشاف جسيم هيغز.

كان أحد أسئلة الفيزياء التي واجهها الطلاب مؤخرًا حول Higgs Boson. سؤال جيد وشيق بالطبع. وفقًا للسؤال ، أي جسيم يتفاعل مع بوزون هيغز ويكتسب كتلة؟ الجواب: Electron و Top Quark. كنت أتوقع هذا السؤال كسؤال علوم أساسية في اختبار أعلى.

عزيزي القارئ ، ابق مع الحب.

دكتور. فرات أكبالك

مصدر

1 http://www.physics.about.com/od/physicsqtot/g/quantumchromo.html

2 https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.112.201801

Günceleme: 22/06/2022 10:18

إعلانات مماثلة

كن أول من يعلق

Yorumunuz