Nesten 50 år Etter prediksjonen har partikkelfysikere endelig fanget Higgs bosonet. Så Nobelkomiteen har tildelt årets fysikkpris til to av teoretikerne som startet denne partikkeljakten. Franç Englert Fra Free University Of Brussels (ULB) Og Peter Higgs fra University Of Edinburgh, STORBRITANNIA, uavhengig avledet en modell som forklarer hvorfor partikler ikke er masseløse, og denne modellen krever Eksistensen Av Higgs boson. Begge papirene ble publisert I 1964 I Physical Review Letters.Higgs-bosonet Er det siste stykket av standardmodellen for partikkelfysikk som skal observeres, etter flere tiår med leting. I juni 2012 annonserte CERN med mye fanfare at Large Hadron Collider (LHC) i Geneve hadde oppdaget en partikkel med de riktige egenskapene Til Å Være Higgs boson, noe som betydde at forskere hadde bekreftet en grunnleggende teori om masse.Higgs-bosonet gir teknisk sett ikke andre partikler masse. Nærmere bestemt er partikkelen en kvantisert manifestasjon av et felt (Higgs-feltet) som genererer masse gjennom samspillet med andre partikler. Men hvorfor kunne ikke masse bare antas som en gitt?

svaret går tilbake til tidligere arbeid i kvantfeltteori. Kvantefelt ligner mer kjente felt, som elektriske og magnetiske felt. Men kvantefelt inneholder spente tilstander som vi observerer som partikler. Disse feltene kan deles inn i materiefelt(hvis partikler er elektroner, kvarker, etc.) og kraftfelt (hvis partikler er fotoner, gluoner, etc.). På slutten av 1940-tallet viste teoretikere at en kvantefeltteori om fotoner og elektroner kunne forklare elektromagnetiske interaksjoner ved høy energi.

teorien hadde imidlertid problemer med å modellere kjernefysiske interaksjoner. Den korte rekkevidden av den svake kjernekraften innebar at dens tilsvarende partikler hadde masse, i motsetning til den masseløse fotonen, partikkelen forbundet med elektromagnetiske felt. Bare å stikke en masse på en kraftbærende partikkel hadde katastrofale effekter, noe som førte til at visse spådommer divergerte til uendelig. På begynnelsen av 1960-tallet var teoretikere opptatt med å lete etter alternative måter at masse kunne bli introdusert i teorien.løsningen formulert Av Higgs, Englert og Robert Brout (som jobbet Med Englert PÅ ULB, men er nå død) foreslår at all plass er fylt med et felt som interagerer med de svake kraftpartiklene for å gi dem masse. Det gjør det fordi feltet antas ikke å være null i tomt rom. Denne ikke-null grunnstaten bryter med en symmetri som anses som grunnleggende for kvantfeltteori. Tidligere arbeid hadde vist at denne typen symmetribrudd førte til en masseløs, spinnløs partikkel som ble utelukket av eksperimenter . Englert, Brout og Higgs viste hvordan man kunne få denne uønskede partikkelen til å forsvinne ved å koble romfyllingsfeltet til svakkraftfeltet. Da de utarbeidet alle interaksjonene, fant de at kraftpartiklene effektivt hadde en masse, og den uønskede, masseløse, spinnløse partikkelen ble i hovedsak absorbert av de svake partiklene. Disse partiklene fikk en tredje spinntilstand som et resultat, og den eneste gjenværende spinnløse partikkelen var det massive Higgs bosonet. En lignende teori ble utviklet av et tredje team av teoretikere i samme år .Etterfølgende arbeid viste At Brout-Englert-Higgs-mekanismen (Eller» Higgs-mekanismen») kunne gi masse ikke bare til svake partikler, men også til elektroner, kvarker og andre grunnleggende partikler. Jo sterkere en partikkel samhandler Med Higgs-feltet, jo mer massiv er det. Det er imidlertid viktig å merke seg at det meste av massen i sammensatte partikler, som protoner, kjerner og atomer, ikke kommer fra Higgs-mekanismen, men fra bindingsenergien som holder disse partiklene sammen.»Brout Og Englert og Higgs legger frem en veldig smart ide, nå kjent som Higgs-mekanismen,» sier Michael Turner fra University Of Chicago. «Det gir en forklaring på et av de enkleste spørsmålene man kan stille: hvorfor har partikler masse? Et så enkelt spørsmål – men veldig dypt – at mange ikke engang tenker på å spørre det.»For å validere denne mekanismen konstruerte partikkelfysikere LHC, den største, mest teknologisk sofistikerte maskinen som noensinne er bygget, Sier Joseph Incandela, talsperson FOR CMS-eksperimentet, som var en av detektorer som oppdaget Higgs boson. «Jeg tror folk ser på dette og føler at partikkelfysikken har trukket av noe som en månelanding her,» sier han. Michael Schirber Er En Korresponderende Redaktør For Fysikk basert I Lyon, Frankrike.

1. J. Goldstone,» Feltteorier Med Superledende Løsninger», Nuovo Cimento 19, 154 (1961); J. Goldstone, A. Salam, Og S. Weinberg, «Broken Symmetries», Phys. Rev. 127, 965 (1962)
2. G. S. Guralnik, C. R. Hagen, Og T. W. B. Kibble, «Globale Bevaringslover og Masseløse Partikler», Phys. Pastor Lett. 13, 585 (1964)

Mer informasjon

• nobelpris kunngjøring med tilhørende bakgrunn

  Fokus historie på 2008 Nobelprisen for symmetri bryte

  Kort Historie Av Higgs Mekanisme, Fra Universitetet I Edinburgh

Fagområder