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

Gradobicie nawiedziło południową Polskę w poniedziałek. W Zakopanem (woj. małopolskie) lodowe okruchy pokryły chodniki i trawniki. Niebezpiecznie może być tam aż do wieczora.

Potężne gradobicie. W Zakopanem na chwilę zrobiło się biało, potem przyszła ulewa

Potężne gradobicie. W Zakopanem na chwilę zrobiło się biało, potem przyszła ulewa

Źródło:
tvnmeteo.pl

Gdzie jest burza? W poniedziałek nad Polską pojawiają się wyładowania atmosferyczne. Grzmi, pada i wieje w rejonach górskich. Śledź aktualną sytuację pogodową na tvnmeteo.pl.

Gdzie jest burza? Coraz więcej ciemnych chmur. Grzmi, pada, wieje

Gdzie jest burza? Coraz więcej ciemnych chmur. Grzmi, pada, wieje

Aktualizacja:
Źródło:
tvnmeteo.pl

Rządowe Centrum Bezpieczeństwa ostrzega przed poniedziałkowymi burzami, które mogą powodować przerwy w dostawie prądu. Do mieszkańców dwóch województw wysłano SMS-owe ostrzeżenia.

Alert RCB wysłany do mieszkańców dwóch województw

Alert RCB wysłany do mieszkańców dwóch województw

Źródło:
RCB, tvnmeteo.pl

Czeka nas kolejna fala upałów. W związku z prognozowaną bardzo wysoką temperaturą Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej wydał ostrzeżenia drugiego stopnia dla prawie całej Polski. W poniedziałek w kilku województwach IMGW ostrzega również przed gwałtownymi burzami.

Aż 35 stopni za dnia i 23  stopnie w nocy. Nadciąga żar, IMGW ostrzega prawie cały kraj

Aż 35 stopni za dnia i 23 stopnie w nocy. Nadciąga żar, IMGW ostrzega prawie cały kraj

Aktualizacja:
Źródło:
IMGW

W Dolinie Śmierci w Kalifornii, jednym z najgorętszych miejsc na świecie, w sobotę zmarła jedna z osób uczestniczących w wycieczce motocyklowej - poinformowały służby. Tego dnia temperatura sięgała 53 stopni Celsjusza.

Były 53 stopnie. Śmierć od upału w Dolinie Śmierci

Były 53 stopnie. Śmierć od upału w Dolinie Śmierci

Źródło:
latimes.com, tvnmeteo.pl

Tegoroczny czerwiec był najcieplejszy w historii, kontynuując trwającą ponad rok serię, w której bite były miesięczne rekordy temperatury - podała europejska agencja Copernicus Climate Change Service (C3S).

Za nami najgorętszy czerwiec w historii. To dwunasty miesiąc z rzędu, w którym padł taki rekord

Za nami najgorętszy czerwiec w historii. To dwunasty miesiąc z rzędu, w którym padł taki rekord

Źródło:
Reuters, AP, The Guardian, Copernicus

Już za kilka dni termometry pokażą wartości sięgające aż 35 stopni Celsjusza. Jak długo pozostanie z nami skwar? Sprawdź długoterminową prognozę pogody na 16 dni, przygotowaną przez prezentera tvnmeteo.pl Tomasza Wasilewskiego.

Pogoda na 16 dni: spiekota będzie trudna do zniesienia

Pogoda na 16 dni: spiekota będzie trudna do zniesienia

Źródło:
tvnmeteo.pl

W niedzielę przez część kraju przeszły nawałnice. Najtrudniejsza sytuacja była w Mielcu (Podkarpackie), który nawiedziła superkomórka burzowa. Wiatr uszkodził dachy i połamał drzewa, doszło też do zalań piwnic. Niektóre domy w rejonie Rzeszowa i Krosna wciąż nie mają prądu.

"Nie było nic widać. Grad tak bił w okna, że coś okropnego"

"Nie było nic widać. Grad tak bił w okna, że coś okropnego"

Aktualizacja:
Źródło:
tvnmeteo.pl, TVN24, PAP

Około 130 milionów osób jest zagrożonych upałami w Stanach Zjednoczonych, gdzie w ostatnich dniach padło wiele rekordów temperatury i spodziewane są kolejne. Na południowym zachodzie kraju "niebezpieczna i historycznie wysoka fala upałów dopiero się zaczyna" - ostrzegła Narodowa Służba Pogodowa (NWS).

Padają rekordy, a "historyczna fala upałów dopiero się zaczyna"

Padają rekordy, a "historyczna fala upałów dopiero się zaczyna"

Źródło:
PAP

Ogromna dawka adrenaliny dla żądnych przygód osób w każdym wieku. Nieco spokojniejsze atrakcje dla dzieci, także tych najmłodszych. Do tego wspaniały park wodny z basenami, nad którymi czuwają ratownicy. W Energylandii znajdziemy różnorodne strefy i ponad 130 atrakcji, które zapewnią całej rodzinie uśmiech, moc energii i dobrej zabawy. A wspomnienia, które z nami zostaną, sprawią, że z pewnością wrócimy po więcej. Dziś sprawdzamy co oferuje największy park rozrywki w Polsce, także pod kątem nowości, do których należą nowa strefa i opcje płatności. Zapraszamy do lektury!

Przeżyj fantastyczną przygodę z całą rodziną

Przeżyj fantastyczną przygodę z całą rodziną

Źródło:
Energylandia

Pogoda na dziś. W poniedziałek 8.07 w niektórych regionach Polski pojawią się przelotne opady deszczu i burze. Termometry pokażą maksymalnie 27 stopni.

Pogoda na dziś - poniedziałek 08.07. Ulga od upału, ale nie od burz

Pogoda na dziś - poniedziałek 08.07. Ulga od upału, ale nie od burz

Źródło:
tvnmeteo.pl

W sobotę wieczorem przez Polskę przetoczyły się gwałtowne burze. Wiało tak mocno, że w Międzychodzie (Wielkopolskie) pękł ponad stuletni dąb i przewrócił się na samochód. W Radgoszczy silny podmuch wiatru poderwał dwa dmuchane zamki, cztery osoby zostały ranne.

Powiało tak silnie, że "symbol miasta" runął w kilka minut

Powiało tak silnie, że "symbol miasta" runął w kilka minut

Aktualizacja:
Źródło:
TVN24, PAP

Beryl sunie w kierunku Teksasu. Według Amerykańskiego Narodowego Centrum ds. Huraganów, żywioł przybierze jeszcze na sile i uderzy w ląd jako huragan pierwszej kategorii. Przyniesie ulewne opady deszczu, które mogą doprowadzić do powodzi.

Beryl coraz bliżej Teksasu. "Przygotujcie się na nagłe opuszczenie domów"

Beryl coraz bliżej Teksasu. "Przygotujcie się na nagłe opuszczenie domów"

Źródło:
NHC, CNN, houstonchronicle.com

Węgrzy przygotowują się na uderzenie drugiej fali upałów w tym roku. Dla całego kraju ogłoszono czerwony alert. Z prognoz wynika, że temperatura może sięgnąć 39 stopni. Wzrasta również ryzyko pożarów - w sześciu komitatach wydano zakaz palenia ognisk.

Czerwony alert przed upałem. Ma obowiązywać do piątku

Czerwony alert przed upałem. Ma obowiązywać do piątku

Źródło:
PAP, idokep.hu

Ranny strażak został uratowany w Kalifornii. Do wypadku doszło podczas akcji gaśniczej w hrabstwie Fresno, gdzie pożar wybuchł ponad tydzień temu. Ogień spalił w tym regionie ponad 5,6 tysięcy hektarów i wciąż nie został opanowany.

Ranny strażak utknął na terenie pożaru. Nagranie z akcji ratunkowej

Ranny strażak utknął na terenie pożaru. Nagranie z akcji ratunkowej

Źródło:
Reuters, Cal Fire

Co najmniej 14 osób zginęło w ciągu ostatnich dwóch dni w Nepalu. Kraj nawiedziła fala monsunowych ulew, która spowodowała poważne powodzie i osuwiska. Wciąż prowadzone są akcje poszukiwawcze.

Stolica pod wodą, odcięte całe regiony. Zginęło kilkanaście osób

Stolica pod wodą, odcięte całe regiony. Zginęło kilkanaście osób

Aktualizacja:
Źródło:
Reuters, The Himalayan Times, PAP

Niedźwiedzica przedostała się na teren zoo w Rumunii. Jak podały lokalne media, drapieżnik przez kilka nocy wdzierał się do ogrodu. W czasie swoich wizyt zabił trzy jelenie i emu. Ze względu na bezpieczeństwo odwiedzających, władze miasta podjęły decyzję o zastrzeleniu niedźwiedzia.

Zastrzelono niedźwiedzicę, która w zoo zabiła trzy jelenie i emu

Zastrzelono niedźwiedzicę, która w zoo zabiła trzy jelenie i emu

Źródło:
PAP, Digi24

Rośnie liczba potwierdzonych przypadków boreliozy w Polsce. Od początku roku do końca czerwca było ich 9134. To więcej niż w tym samym okresie ubiegłego roku. W ciągu ostatnich sześciu miesięcy odnotowano także 159 przypadków kleszczowego zapalenia mózgu.

Niepokojące statystyki. Więcej zakażeń boreliozą i przypadków kleszczowego zapalenia mózgu

Niepokojące statystyki. Więcej zakażeń boreliozą i przypadków kleszczowego zapalenia mózgu

Źródło:
PAP

Do śmiertelnego wypadku doszło w Tatrach. W sobotę turysta spadł z wysokości w rejonie Orlej Perci. To najtrudniejszy szlak w polskich górach.

Mężczyzna spadł z wysokości w rejonie Orlej Perci

Mężczyzna spadł z wysokości w rejonie Orlej Perci

Źródło:
TOPR, TPN, PAP, TVN24

Od kilku dni włoski wulkan Stromboli wyrzuca w powietrze popiół i materiał piroklastyczny. Takie widoki przyciągają niektórych turystów, którzy podpływają łódkami w okolice miejsca erupcji, podziwiać niecodzienny dla nich widok.

Wulkan na włoskiej wyspie urządził spektakl. "To jak magnes"

Wulkan na włoskiej wyspie urządził spektakl. "To jak magnes"

Źródło:
Reuters, tvnmeteo.pl

Trójka polskich turystów utknęła w piątek w Tatrach Wysokich na Słowacji. Wspinacze musieli przerwać wycieczkę z powodu wychłodzenia i zmęczenia, a w górach zastał ich zmrok. Na pomoc ruszyli ratownicy Horskiej Zachrannej Sluzby.

Polscy turyści w pułapce. Opadli z sił, zastał ich mrok

Polscy turyści w pułapce. Opadli z sił, zastał ich mrok

Źródło:
PAP, HZS

Trąba powietrzna przeszła w piątek przez centrum miasta we wschodnich Chinach. Świadkowie uwiecznili na nagraniach żywioł porywający fragmenty budowli. Wskutek silnego wiatru zginęło pięć osób, a prawie 90 zostało rannych.

Trąba powietrzna nad miastem. Nie żyje pięć osób, wiele jest rannych

Trąba powietrzna nad miastem. Nie żyje pięć osób, wiele jest rannych

Źródło:
Reuters, The Straits Times

W Hiszpanii trwa fala upałów. Na skutek udaru cieplnego w ostatnich dniach zmarły dwie osoby - poinformowały lokalne media.

Upały w Hiszpanii zbierają śmiertelne żniwo

Upały w Hiszpanii zbierają śmiertelne żniwo

Źródło:
ENEX, diariodesevilla.es, wetteronline.de, tvnmeteo.pl

Po wędrówce po jednym z parków w stanie Arizona, gdzie panował ponad 40-stopniowy upał, zmarł 10-latek. Chłopiec poczuł się źle, dlatego jego krewni wezwali pomoc. Niestety w szpitalu nie udało się uratować dziecka.

10-letni chłopiec zmarł po wędrówce. Do szpitala trafił "w skrajnie krytycznym stanie"

10-letni chłopiec zmarł po wędrówce. Do szpitala trafił "w skrajnie krytycznym stanie"

Źródło:
CNN, abcnews.go.com