Higgs alanı, İskoç teorik fizikçi Peter Higgs tarafından 1964'te ortaya konan teoriye göre, evrene nüfuz eden teorik enerji alanıdır. Higgs, alanı evrenin temel parçacıklarının nasıl ortaya çıktığı konusunda olası bir açıklama olarak önerdi kitleçünkü 1960'larda kuantum fiziğinin Standart Modeli aslında kitlenin nedenini açıklayamadı. Bu alanın tüm alan boyunca var olduğunu ve parçacıkların onunla etkileşerek kütlelerini kazanmasını önerdi.
Higgs Alanının Keşfi
Başlangıçta teori için deneysel bir doğrulama olmamasına rağmen, zamanla görülmeye başladı Standardın geri kalanıyla tutarlı olarak görülen kitle için tek açıklama Modeli. Göründüğü kadar garip, Higgs mekanizması (Higgs alanı bazen de denir), Standart Modelin geri kalanıyla birlikte fizikçiler arasında genel olarak yaygın olarak kabul edildi.
Teorinin bir sonucu, Higgs alanının, kuantum fiziğindeki diğer alanların parçacık olarak ortaya çıkması biçiminde bir parçacık olarak tezahür edebilmesiydi. Bu parçacığa Higgs bozonu denir. Higgs bozonunu tespit etmek deneysel fiziğin ana hedefi haline geldi, ancak sorun teorinin aslında Higgs bozonunun kütlesini tahmin etmediğidir. Yeterli enerjiye sahip bir parçacık hızlandırıcıda parçacık çarpışmalarına neden olduysanız, Higgs bozonu ortaya çıkmalıdır, ancak aradıkları kütleyi bilmeden fizikçiler, ne kadar enerjiye girmeleri gerektiğinden emin değildi çarpışmalar.
Sürüş umutlarından biri, Büyük Hadron Çarpıştırıcısının (LHC) Higgs üretmek için yeterli enerjiye sahip olacağıydı. deneysel olarak bozar çünkü daha önce yapılmış olan diğer parçacık hızlandırıcılarından daha güçlüdür. 4 Temmuz 2012'de LHC'den fizikçiler, Higgs bozonu ile uyumlu deneysel sonuçlar bulduklarını, bunu doğrulamak ve Higgs'in çeşitli fiziksel özelliklerini belirlemek için daha fazla gözlem gereklidir. bozon. Bunu destekleyen kanıtlar, 2013 Nobel Fizik Ödülü'nün Peter Higgs ve Francois Englert'e verildiği ölçüde büyüdü. Fizikçiler Higgs bozonunun özelliklerini belirledikçe, Higgs alanının kendisinin fiziksel özelliklerini daha iyi anlamalarına yardımcı olacaktır.
Higgs Alanında Brian Greene
Higgs alanının en iyi açıklamalarından biri, 9 Temmuz PBS 'bölümünde sunulan Brian Greene'den. Charlie Rose GösterisiHiggs bozonunun ilan edilen keşfini tartışmak için deneysel fizikçi Michael Tufts ile programda göründüğünde:
Kütle, bir nesnenin hızının değişmesine karşı sunduğu dirençtir. Bir beysbol al. Attığınızda kolunuz direnç hisseder. Bir atış, bu direnci hissediyorsun. Parçacıklar için aynı şekilde. Direniş nereden geliyor? Ve teori, belki de uzayın görünmez bir "şey" ile, görünmez bir Pekmez benzeri "malzeme" ve parçacıklar pekmez arasında hareket etmeye çalıştıklarında bir direnç hissederler, yapışkanlık. Kütlelerinin geldiği o yapışkanlık... Bu kütleyi yaratır ...
... bu görünmez bir şey. Görmüyorsun. Ona erişmek için bir yol bulmalısınız. Ve şimdi meyve veren teklif, protonları, diğer parçacıkları, çok, çok yüksek hızlarda, eğer Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'nda olan şeyleri çarptıysanız... parçacıkları çok yüksek hızlarda birbirine çarptırırsanız, bazen pekmezi sallayabilir ve bazen bir Higgs parçacığı olan pekmezin küçük bir parçasını fırlatabilirsiniz. Böylece insanlar o küçük parçacık lekesini aradılar ve şimdi bulunmuş gibi görünüyor.
Higgs Alanının Geleceği
LHC'nin sonuçları ortaya çıkarsa, Higgs alanının doğasını belirlerken, kuantum fiziğinin evrenimizde nasıl tezahür ettiğine dair daha eksiksiz bir resim elde edeceğiz. Özellikle, daha iyi bir kütle anlayışı kazanacağız, bu da bize yerçekimini daha iyi anlamamızı sağlayabilir. Şu anda, kuantum fiziğinin Standart Modeli yerçekimini açıklamıyor (diğerini tam olarak açıklıyor olsa da)fiziğin temel kuvvetleri). Bu deneysel rehberlik, teorik fizikçilerin kuantum yerçekimi bu bizim evrenimiz için geçerlidir.
Fizikçilerin, evrenimizdeki karanlık madde adı verilen, yerçekimi etkisi dışında gözlemlenemeyen gizemli maddeyi anlamasına yardımcı olabilir. Veya, potansiyel olarak, Higgs alanının daha iyi anlaşılması, alanın gösterdiği itici yerçekimi hakkında bazı bilgiler sağlayabilir. karanlık enerji gözlemlenebilir evrenimize nüfuz etmiş gibi görünüyor.