Nie wiesz, co to bozon Higgsa? Wyobraź sobie George'a Clooneya


Cząstka Higgsa, Model Standardowy, teoria wszystkiego - te określenia pojawiają się w ostatnich dniach w związku z najnowszymi odkryciami naukowców z CERN. Mogą one doprowadzić do takiego przełomu w fizyce, jakim dla biologii była teoria ewolucji. Jednak osobom, które znajomość z fizyką zakończyły tuż po maturze, może być ciężko docenić ich wagę. Na szczęście w zrozumieniu tego, co tak ekscytuje naukowy świat, mogą pomóc proste przykłady - jak choćby... scena z życia George'a Clooneya.

Naukowcy CERN (Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych) ogłosili w środę przełomowe wyniki badań przeprowadzanych z użyciem Wielkiego Zderzacza Hadronów. Odkryli nieznaną dotąd cząstkę, która może być poszukiwanym od kilku dekad bozonem Higgsa. Fizycy nie są pewni, czy to rzeczywiście on, czy też całkowicie nowa cząstka. Zaznaczają jednak, że posiada cechy, którymi według modelu powinna charakteryzować się cząstka Higgsa.

Bozon, czyli cząstka Higgsa to ostatni, brakujący element Modelu Standardowego, teorii opisującej podstawowe elementy i czynniki budujące Wszechświat. Dotąd zidentyfikowano już 11 pozostałych opisanych przez niego cząstek. Brakuje tylko bozonu - jego odnalezienie potwierdziłoby prawdziwość Modelu Standardowego.

Wszechświat jak zupa

Według naukowców w pierwszej miliardowej części sekundy po Wielkim Wybuchu Wszechświat był gigantyczną zupą cząsteczek pędzących z prędkością światła i nie posiadających masy. Zyskały ją dzięki interakcji z polem Higgsa, co w efekcie doprowadziło do powstania obecnego kształtu Wszechświata.

Pole Higgsa to teoretyczne istniejące niewidzialne pole energetyczne przenikające cały kosmos. Na niektóre cząstki, np. fotony tworzące światło, pole Higgsa nie działa i dlatego nie mają one żadnej masy. Ale są też takie, które je przyciągają.

Pole Higgsa jak paparazzi

Można to wytłumaczyć na przykładzie sceny z udziałem znanego gwiazdora, np. George'a Clooneya. Kiedy aktor (cząsteczka, np. atom) pojawia się na ulicy, szybko otacza go grupa paparazzich (pole Higgsa). Skupiają się wokół Clooneya nadając mu masę, natomiast takie zainteresowanie nie spotka innych, zwykłych śmiertelników na tej samej ulicy (fotonów).

Popularność aktora, jego wagę w Hollywood, można oceniać m.in. obserwując, jak bardzo jest popularny wśród paparazzi. Podobnie w świecie cząstek elementarnych - im większa interakcja z polem Higgsa, tym większa ich masa.

Zgodnie z teorią pole Higgsa wypełnia całą przestrzeń, ale nie można go obserwować bezpośrednio. Dowodem jego istnienia są właśnie poszukiwane przez naukowców bozony Higgsa.

Bozon kluczem do potwierdzenia Modelu

Oficjalnie pozostającą jeszcze w teorii cząstkę opisało w 1964 r. sześciu fizyków, wśród nich Brytyjczyk Peter Higgs. Jednak intensywne poszukiwania brakującego elementu Modelu Standardowego ruszyły na dobre właściwie dopiero od 2010 r. - po stworzeniu Wielkiego Zderzacza Hadronów.

Dlaczego jej znalezienie jest tak ważne? Tylko tego brakuje do potwierdzenia prawdziwości Modelu Standardowego, który jest dla fizyki tym, czym teoria ewolucji dla biologii. To jak dotąd najlepsze wytłumaczenie procesów, które doprowadziły do powstania Wszechświata.

Zbliżą się do "teorii wszystkiego"?

Model opisuje 12 elementarnych cząstek, którymi rządzą cztery podstawowe siły. Ta teoria obejmuje jednak tylko niewielką część Wszechświata. Wciąż istnieją zjawiska, których nie możemy obserwować i w pełni zrozumieć. Należą do nich m. in. ciemna materia i ciemna energia. Pozostają tajemnicą, choć uważa się, że to właśnie one stanowią 96 proc. masy i energii kosmosu.

Potwierdzenie Modelu albo jego niewielka modyfikacja może przybliżyć fizyków do zdobycia "świętego Graala" ich dziedziny, czyli tzw. teorii wszystkiego, obejmującej również zagadnienia ciemnej materii czy grawitację, której Model Standardowy również nie tłumaczy. Mogłaby ona też rzucić światło na jeszcze bardziej śmiałe idee, jak możliwość istnienia światów równoległych.

Liczy się tylko kilka zderzeń z biliona

Kluczem do osiągnięcia tego jest właśnie znalezienie bozonu. W poszukiwaniach naukowcy korzystają z Wielkiego Zderzacza Hadronów, który pozwala dokonywać kolizji cząsteczek rozpędzonych niemal do prędkości światła, a przez to odtworzyć warunki, jakie panowały w pierwszej sekundzie po Wielkim Wybuchu.

Te badania to jednak żmudna i długotrwała praca. Wymaga przeanalizowania prze komputery gigantycznej ilości danych z biliona kolizji, z czego jedynie kilka może potwierdzić istnienie cząstki Higgsa.

Naukowcy założyli, że zyskają pewność co do odkrycia bozonu wtedy, gdy osiągną próg, który nazwali "5 sigma". Oznacza to, że prawdopodobieństwo, że ich wnioski uzyskane z danych pochodzących od Zderzacza będą wynikiem błędu statystycznego, musi być mniejsze niż jeden do miliona.

Autor: js/rs / Źródło: Reuters

Pozostałe wiadomości

Pogoda na dziś. Czwartek 17.07 przyniesie chmury w całej Polsce. W niektórych regionach kraju popada tylko przelotnie, w innych możliwe są burze. Termometry pokażą maksymalnie od 18 do 22 stopni.

Pogoda na dziś - czwartek, 17 lipca. Niebo nad Polską spowiją chmury

Pogoda na dziś - czwartek, 17 lipca. Niebo nad Polską spowiją chmury

Źródło:
tvnmeteo.pl

Nadchodzące dni nie dadzą nam wytchnienia od opadów deszczu, w wielu regionach będzie się też błyskać. Po weekendzie, za sprawą napływającego znad Afryki powietrza, temperatura wzrośnie do 30 stopni.

Wróci upał. A co z deszczem i burzami?

Wróci upał. A co z deszczem i burzami?

Źródło:
tvnmeteo.pl

Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej ostrzega burzami oraz towarzyszącym im silnymi opadami deszczu. W części kraju obowiązują pomarańczowe i żółte alarmy. Sprawdź szczegóły.

Uwaga na burze i ulewy. Wiele regionów z ostrzeżeniami

Uwaga na burze i ulewy. Wiele regionów z ostrzeżeniami

Źródło:
IMGW

Mieszkańcy okolic góry Skarfjellet w środkowej Norwegii żyją w niepewności z powodu jej niepokojąco wysokiej aktywności. Służby monitorują sytuację, a władze wydały ostrzeżenia dla turystów i wspinaczy.

Góra zaczęła się szybko "poruszać". Mieszkańcy zaniepokojeni

Góra zaczęła się szybko "poruszać". Mieszkańcy zaniepokojeni

Źródło:
Reuters

Ulewne deszcze doprowadziły do paraliżu komunikacyjnego w Nowym Jorku. Na jednej ze stacji metra położonych na Manhattanie powstał gejzer. Eric Adams, burmistrz miasta, powiedział, że nie przypomina sobie tak obfitych opadów.

Gejzer na stacji metra. "Powrót do domu zajął mi ponad dwie godziny"

Gejzer na stacji metra. "Powrót do domu zajął mi ponad dwie godziny"

Źródło:
CNN, Reuters

Ulewne deszcze dały się we znaki mieszkańcom Pomorza i Podlasia. Na Kontakt24 dostaliśmy nagranie, na którym pokazane są intensywne opady deszczu w Augustowie. Podobna sytuacja miała miejsce w Słupsku i jego okolicach.

Mocno pada. Zalane piwnice

Mocno pada. Zalane piwnice

Źródło:
tvnmeteo.pl

Samolot ze Sławoszem Uznańskim-Wiśniewskim na pokładzie wylądował w Kolonii, gdzie znajduje się Europejskie Centrum Astronautów ESA. Polak we wtorek wrócił z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, gdzie pracował w ramach misji kosmicznej Axiom-4. Teraz astronautę czekają badania lekarskie i proces adaptacji do ziemskich warunków.

Sławosz Uznański-Wiśniewski: najważniejsze, ale i najtrudniejsze wyzwanie w życiu

Sławosz Uznański-Wiśniewski: najważniejsze, ale i najtrudniejsze wyzwanie w życiu

Aktualizacja:
Źródło:
PAP, tvnmeteo.pl

Finlandię nawiedziły upały. Gorąco jest nie tylko na południu kraju, ale również na północy, w tym w Rovaniemi, które znane jest jako miejsce zamieszkania Świętego Mikołaja.

Upały nawet w domu Świętego Mikołaja

Upały nawet w domu Świętego Mikołaja

Źródło:
Reuters

W południowo-zachodniej Islandii doszło do erupcji wulkanu Sundhnukur na półwyspie Reykjanes. Miejscowe służby ewakuowały mieszkańców okolicznych miejscowości oraz turystów wypoczywających w kurortach. To już dziewiąty wybuch tego wulkanu od grudnia 2023 roku.

Erupcja wulkanu na Islandii. Ewakuowano mieszkańców i turystów

Erupcja wulkanu na Islandii. Ewakuowano mieszkańców i turystów

Źródło:
Reuters, The Mirror

Dwa potężne pożary lasów spustoszyły prowincje w północno-zachodniej Turcji, zmuszając setki mieszkańców do ewakuacji i mobilizując służby ratunkowe. To kolejny dramatyczny epizod tegorocznego lata.

Dwa duże pożary w Turcji. Zarządzono ewakuacje

Dwa duże pożary w Turcji. Zarządzono ewakuacje

Źródło:
Reuters

Wtorek to kolejny burzowy dzień w Polsce. W województwach warmińsko-mazurskim i zachodniopomorskim zaobserwowano leje kondensacyjne, czyli zalążki trąb powietrznych.

Lej kondensacyjny w Kołobrzegu i nie tylko

Lej kondensacyjny w Kołobrzegu i nie tylko

Aktualizacja:
Źródło:
Sieć Obserwatorów Burz

W poniedziałek wschodnie stany USA nawiedziły silne opady, które wywołały powodzie. Woda pochłonęła życie co najmniej dwóch osób. Mieszkańcy i służby oceniają skalę zniszczeń i sprzątają po przejściu żywiołu.

"To było trochę postapokaliptyczne"

"To było trochę postapokaliptyczne"

Źródło:
CNN, CBS News

Burze i przyniesione przez nie ulewy powodują szkody na południu kraju. W Jelczu-Laskowicach (woj. dolnośląskie) doszło do zalania drogi na odcinku kilku metrów, a na Opolszczyźnie żywioł uszkodził dach stodoły. Padało także w Szczecinie.

Zalane drogi i uszkodzony dach. Skutki wtorkowych burz

Zalane drogi i uszkodzony dach. Skutki wtorkowych burz

Źródło:
Oława na Sygnale, TVN24

Sąd koronny w Newcastle skazał we wtorek Daniela Grahama i Adama Carruthersa na cztery lata i trzy miesiące więzienia za ścięcie 100-letniego jaworu, który pojawił się w filmie o przygodach Robin Hooda. Mężczyźni odpowiedzieli też za uszkodzenie muru Hadriana z II wieku naszej ery, wpisanego na listę UNESCO.

Ścięli drzewo znane z "Robin Hooda". Idą do więzienia

Ścięli drzewo znane z "Robin Hooda". Idą do więzienia

Źródło:
PAP

Intensywne opady deszczu nawiedziły miasto Fuji w japońskiej prefekturze Shizuoka. Przyniesione przez burzę tropikalną Nari ulewy spowodowały lokalne powodzie i paraliż komunikacyjny. Służby ostrzegały przed osuwiskami.

Zalane drogi, paraliż komunikacyjny. Pierwsza taka burza od niemal dekady

Zalane drogi, paraliż komunikacyjny. Pierwsza taka burza od niemal dekady

Źródło:
Reuters, NHK

Chiny zniszczyły 300 zapór wodnych na Czerwonej Rzece, będącej głównym dopływem Jangcy - podała państwowa agencja Xinhua. Cel? Ochrona środowiska. Jednocześnie jednak w innej części kraju Pekin rozpoczyna budowę nowej, największej na świecie zapory, która budzi ogromne obawy ekologów.

Chiny zniszczyły 300 zapór wodnych

Chiny zniszczyły 300 zapór wodnych

Źródło:
Xinhua, South China Morning Post, Financial Times, tvn24.pl

Międzynarodowa Stacja Kosmiczna i kapsuła Dragon - taki widok mogliśmy podziwiać w nocy z poniedziałku na wtorek na polskim niebie. Na pokładzie statku kosmicznego znajduje się polski astronauta Sławosz Uznański-Wiśniewski, który we wtorek wróci z ISS na Ziemię. Materiały otrzymaliśmy na Kontakt24.

Kapsuła Dragon nad Polską. Oglądaliście ostatni lot Sławosza

Kapsuła Dragon nad Polską. Oglądaliście ostatni lot Sławosza

Źródło:
tvnmeteo.pl, Kontakt24

Poniedziałek upływa w części kraju pod znakiem burz. W kilku miejscowościach pojawiły widać było groźnie wyglądający lej kondensacyjny, czyli zalążek trąby powietrznej.

Lej kondensacyjny nad Polską

Lej kondensacyjny nad Polską

Źródło:
tvnmeteo.pl

Burze przechodziły w poniedziałek nad częścią kraju. Towarzyszące im opady deszczu spowodowały, że podtopiło Suwałki, a w powiecie raciborskim zalana została trasa Pawłów-Maków. Na terenie Mazowsza spadł grad.

Suwałki popłynęły po ulewie

Suwałki popłynęły po ulewie

Aktualizacja:
Źródło:
TVN24, tvnmeteo.pl, Kontakt24

W niedalekiej odległości od gminy Nijar w andaluzyjskiej prowincji Almeria zatrzęsła się ziemia. Było to najsilniejsze trzęsienie ziemi od 1930 roku, na szczęście - jak poinformowały lokalne władze - nie doprowadziło do poważniejszych szkód.

Trzęsienie ziemi w Andaluzji. Było najsilniejsze od prawie 100 lat

Trzęsienie ziemi w Andaluzji. Było najsilniejsze od prawie 100 lat

Źródło:
ENEX

Największy znany fragment Marsa na Ziemi, nazwany NWA 16788, zostanie wystawiony na sprzedaż 16 lipca w domu aukcyjnym Sotheby's. To meteoryt, który znaleziony został dwa lata temu na Saharze. Spodziewa się, że cena sprzedaży wyniesie od 2 do 4 milionów dolarów.

Największy znany fragment Marsa idzie na sprzedaż

Największy znany fragment Marsa idzie na sprzedaż

Źródło:
CBS News, ABC news

Misja Sławosza Uznańskiego-Wiśniewskiego na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej zbliża się do końca. W programie "Wstajesz i wiesz" reporter TVN24 BiS Hubert Kijek i Piotr Dziuban z firmy Creotech opowiadali o tym, jak będzie wyglądał powrót polskiego astronauty na Ziemię i tym, jakie są jego dalsze plany.

Akademia astronautów, może nawet Księżyc. Co po powrocie z ISS?

Akademia astronautów, może nawet Księżyc. Co po powrocie z ISS?

Źródło:
TVN24, PAP

Góra lodowa zagraża portowi w niewielkiej miejscowości Innaarsuit na Grenlandii. Jak poinformował lokalny nadawca KNR, masa lodu znalazła się niebezpiecznie blisko zakładu przetwórstwa ryb i lokalnego sklepu. Służby monitorują sytuację na wypadek pęknięcia lodu.

Góra lodowa utrudnia im pójście do sklepu

Góra lodowa utrudnia im pójście do sklepu

Źródło:
PAP

Turcja walczy z pożarami lasów. Ogień ponownie pojawił się w zachodniej części kraju, która płonęła jeszcze niecałe dwa tygodnie temu. Służby walczą z żywiołem z ziemi i powietrza.

Ugasili śmiertelnie groźny pożar, po dwóch tygodniach ogień wrócił

Ugasili śmiertelnie groźny pożar, po dwóch tygodniach ogień wrócił

Źródło:
Reuters, aa.com.tr