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

W poniedziałek przez Polskę przetoczył się burzowy front. W związku z gwałtowną aurą straż pożarna przeprowadziła ponad pięć tysięcy interwencji. Działania strażaków polegały głównie na usuwaniu powalonych drzew. Do groźnych zdarzeń doszło na terenie województwa zachodniopomorskiego.

Uszkodzone dachy, zalane ulice. Ponad pięć tysięcy interwencji

Uszkodzone dachy, zalane ulice. Ponad pięć tysięcy interwencji

Aktualizacja:
Źródło:
Portalik25.pl, Jawor, tvnmeteo.pl

Pogoda na dziś, czyli wtorek 24.06. Niebo nad większością Polski pokryją chmury, z których miejscami może przelotnie popadać. Odpoczniemy od upału, ale powieje silniejszy wiatr.

Pogoda na dziś - wtorek 24.06. Będzie pochmurnie, może popadać

Pogoda na dziś - wtorek 24.06. Będzie pochmurnie, może popadać

Źródło:
tvnmeteo.pl

Amerykańska agencja kosmiczna NASA podała, że start misji Axiom 4 z polskim astronautą Sławoszem Uznańskim-Wiśniewskim na Międzynarodową Stację Kosmiczną (ISS) planowany jest na środę na godzinę 8.31 czasu polskiego.

Nowy termin startu misji Ax-4 z Uznańskim-Wiśniewskim

Nowy termin startu misji Ax-4 z Uznańskim-Wiśniewskim

Źródło:
PAP

Wtorek przyniesie ze sobą odpoczynek od burz i upału. W części kraju możliwe są słabe opady deszczu. Czego spodziewać się w kolejnych dniach? Czeka nas przeplatanka gorąca z chłodniejszymi masami powietrza, mogą też wrócić wyładowania atmosferyczne.

Pogoda na 5 dni. Temperatura na huśtawce

Pogoda na 5 dni. Temperatura na huśtawce

Źródło:
tvnmeteo.pl

Na greckiej wyspie Chios na Morzu Egejskim od niedzieli szaleją pożary lasów. Z żywiołem walczą całe zastępy strażaków, ewakuowane są kolejne miejscowości, a władze proszą o wodę i żywność. Służby podejrzewają, że ogień mógł zostać wzniecony przez człowieka.

Pożary trawią grecką wyspę. Kolejne ewakuacje

Pożary trawią grecką wyspę. Kolejne ewakuacje

Źródło:
Reuters, greekreporter.com

Tej nocy pojawi się szansa na zobaczenie na niebie nad Polską efektownego, kosmicznego wiru. Zjawisko będzie związane z lotem Falcona 9 i zrzutem paliwa z rakiety. Sprawdź, o której godzinie spojrzeć w górę, by go zobaczyć.

Kosmiczny wir na niebie nad Polską. Szansa już tej nocy

Kosmiczny wir na niebie nad Polską. Szansa już tej nocy

Źródło:
"Z głową w gwiazdach", tvnmeteo.pl

Mieszkańcy wschodnich regionów Stanów Zjednoczonych zmagają się z niebezpieczną falą upałów. W niedzielę temperatura odczuwalna sięgała 40 stopni Celsjusza. W kolejnych dniach również będzie bardzo gorąco.

Miliony ludzi objętych alarmami przed upałem

Miliony ludzi objętych alarmami przed upałem

Źródło:
PAP, New York Post, CBS News, The Guardian

Naukowcy odkryli, że pewien gatunek ćmy żyjący w Australii, który każdego roku wyrusza na długą wędrówkę, do nawigacji używa gwiazd. To pierwszy raz, gdy poznano taką umiejętność u bezkręgowców pokonujących ogromne dystanse.

Pokonują nawet tysiąc kilometrów, używają gwiazd jako nawigacji

Pokonują nawet tysiąc kilometrów, używają gwiazd jako nawigacji

Źródło:
Phys, AFP

Pogoda na 16 dni. Tomasz Wasielewski odpoczywa na urlopie, a długoterminową prognozę temperatury tym razem przygotował synoptyk tvnmeteo.pl Tomasz Wakszyński. Sprawdź, jaką aurę przyniosą ostatnie dni czerwca i początek lipca.

Pogoda na 16 dni: polskie lato w pełni

Pogoda na 16 dni: polskie lato w pełni

Źródło:
tvnmeteo.pl

Cały czas trwają badania nad wpływem mikroplastiku na zdrowie człowieka. W artykule opublikowanym na łamach "Journal of the American Heart Association" naukowcy donoszą, że osoby żyjące w pobliżu wód cechujących się wysokim stężeniem małych cząsteczek tworzyw sztucznych są bardziej narażone na wiele groźnych chorób.

Mikroplastik a częstotliwość chorób. Niepokojące obserwacje naukowców

Mikroplastik a częstotliwość chorób. Niepokojące obserwacje naukowców

Źródło:
PAP

Strażacy w amerykańskim stanie Georgia zostali wezwani w czwartek, aby pomóc osobie, która utknęła w błocie. Gdy przybyli na miejsce przekonali się, że w grząskim gruncie faktycznie coś utknęło, ale nie jest to człowiek.

Jelonek utknął w błocie. Strażacy ruszyli na pomoc

Jelonek utknął w błocie. Strażacy ruszyli na pomoc

Źródło:
CNN

Brytyjscy naukowcy przeprowadzili szczegółową analizę kilkunastu tysięcy próbek krwi wyssanej przez komary. Chcieli zbadać, na jakich gatunkach zwierząt żerują te owady. Okazuje się, mają one znacznie bardziej różnorodne i elastyczne upodobania żywieniowe niż wcześniej sądzono.

Zbadali zwyczaje żywieniowe komarów. Wyniki ich zaskoczyły

Zbadali zwyczaje żywieniowe komarów. Wyniki ich zaskoczyły

Źródło:
Uniwersytet w Swansea

W tym roku monsun uderzył w Chiny wcześniej niż zwykle. W ostatnich dniach na południu i w centrum kraju padał ulewny deszcz, który doprowadził do powodzi. Są ofiary śmiertelne. Gwałtowna aura spodziewana jest również w niedzielę, wydano ostrzeżenia meteorologiczne.

"Nigdy wcześniej nie doświadczyłam tak ogromnej powodzi"

"Nigdy wcześniej nie doświadczyłam tak ogromnej powodzi"

Źródło:
Reuters, chinadaily.com.cn, CCTV

W sobotę na Opolszczyźnie i w Małopolsce zaobserwowano wirujące słupy piachu i pyłu, czyli zjawiska nazywane diabełkami pyłowymi. Można je zobaczyć na nagraniach.

Wirujące słupy pyłu i piachu. Nagrania

Wirujące słupy pyłu i piachu. Nagrania

Źródło:
tvnmeteo.pl

Gorące powietrze napłynęło do wielu regionów Francji. Sprawiło, że w sobotę temperatura maksymalna sięgnęła prawie 40 stopni. Agencja meteorologiczna Meteo France wydała ostrzeżenia pierwszego i drugiego stopnia przed spiekotą.

Napłynęło gorące powietrze. "Upał jest nie do zniesienia"

Napłynęło gorące powietrze. "Upał jest nie do zniesienia"

Źródło:
Reuters, ouest-france.fr, meteofrance.com

Na południu Chorwacji w rejonie Omisza wybuchł pożar. Jak przekazała straż, został wywołany przez człowieka. Ogień strawił kilkanaście domów. Z żywiołem walczy ponad 150 strażaków, choć najgorsze już minęło. Konieczne były ewakuacje mieszkańców oraz turystów. Na Kontakt24 otrzymaliśmy relacje Polaków, którzy przebywają w tamtych rejonach.

Spalone domy, ewakuacje. Straż: znamy przyczynę pożaru

Spalone domy, ewakuacje. Straż: znamy przyczynę pożaru

Aktualizacja:
Źródło:
Kontakt24, index.hr, PAP

Nawałnice, którym miały towarzyszyć tornada, nawiedziły Dakotę Północną i Minnesotę w USA, doprowadzając do śmierci trzech osób. Wiał silny wiatr, padał intensywny deszcz oraz grad pokaźnych rozmiarów. Blisko 100 tysięcy odbiorców zostało pozbawionych prądu.

Wiatr łamał drzewa i zrywał dachy. Trzy osoby nie żyją

Wiatr łamał drzewa i zrywał dachy. Trzy osoby nie żyją

Źródło:
PAP, KFGO, AP

Na początku czerwca firma ispace próbowała wylądować łazikiem Resilience na Księżycu. Misja zakończyła się niepowodzeniem. Miejsce, gdzie maszyna się rozbiła, można zobaczyć teraz na zdjęciu opublikowanym przez amerykańską agencję kosmiczną NASA.

Drugi raz rozbili się na Księżycu. Widać to na zdjęciu

Drugi raz rozbili się na Księżycu. Widać to na zdjęciu

Źródło:
space.com, NASA

Stwierdzenie "tylko dawka czyni, że dana substancja nie jest trucizną" zostało sformułowane przez Paracelsusa, XVI-wiecznego lekarza uważanego za ojca nowoczesnej medycyny. Prawo to leży u podstaw dzisiejszej toksykologii, przypominając o cienkiej granicy między zbawiennym a szkodliwym działaniem tego samego związku. W ocieplającym się świecie lekarze i badacze muszą jednak mierzyć się z czynnikami przesuwającymi te granice w sposób, który nie do końca możemy przewidzieć.

Co pomaga, a co szkodzi? Zmiany klimatu zacierają granice

Co pomaga, a co szkodzi? Zmiany klimatu zacierają granice

Źródło:
TVN24+

Przez stan New Jersey w USA przeszły burze, które pozbawiły ludzi prądu i łamały drzewa. W wyniku gwałtownej pogody ucierpiał sportowy samochód Jeffa Jonesa, kierowcy wyścigowego, co widać na nagraniu.

"Drzewo przeszło przez dach mojego auta"

"Drzewo przeszło przez dach mojego auta"

Źródło:
Reuters, nj.com, thedrive.com

Fala upałów nawiedziła południową Hiszpanię. W piątek termometry pokazały miejscami aż 40 stopni Celsjusza. Przed spiekotą wydano ostrzeżenia meteorologiczne drugiego stopnia. Również w Wielkiej Brytanii było tego dnia gorąco.

Na termometrach aż 40 stopni. "Pij dużo wody, chowaj się w cieniu"

Na termometrach aż 40 stopni. "Pij dużo wody, chowaj się w cieniu"

Źródło:
Reuters

W Turcji trwają prace nad wzmocnieniem wrażliwych punktów konstrukcyjnych słynnego meczetu Hagia Sophia, który położony jest w Stambule. Inżynierowie i eksperci do spraw dziedzictwa kulturowego wykorzystują zaawansowane symulacje trzęsień ziemi, aby lepiej przygotować świątynię na takie wydarzenia.

Przygotowują najsłynniejszy turecki meczet na trzęsienie ziemi

Przygotowują najsłynniejszy turecki meczet na trzęsienie ziemi

Źródło:
Daily Sabah, PAP