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 Wielkanoc. Do świąt pozostały jeszcze prawie dwa tygodnie, ale aktualne wyliczenia modeli meteorologicznych prognozują oczekiwany wzrost temperatury. Kilka dni może przynieść nam nawet wartości bliższe latu niż wiośnie.

Pogoda na Wielkanoc. Wielki Tydzień może być naprawdę gorący

Pogoda na Wielkanoc. Wielki Tydzień może być naprawdę gorący

Źródło:
tvnmeteo.pl

Pogoda na dziś. Środa 9.04 zapowiada się z opadami deszczu w części kraju. Nie będą jednak one zbyt duże. Na termometrach zobaczymy do 13 stopni Celsjusza. Powieje dość silny wiatr.

Pogoda na dziś - środa, 9.04. W części kraju przydadzą się parasole

Pogoda na dziś - środa, 9.04. W części kraju przydadzą się parasole

Źródło:
tvnmeteo.pl

Najbliższe dni przyniosą sporo zagrożeń meteorologicznych - wynika z prognozy zagrożeń Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej. W środę w części kraju pojawią się intensywne opady śniegu, a nawet zawieje śnieżne. Kolejne dni przyniosą niebezpieczeństwo związane między innymi z roztopami.

Mogą pojawić się zawieje śnieżne. Prognoza zagrożeń IMGW

Mogą pojawić się zawieje śnieżne. Prognoza zagrożeń IMGW

Źródło:
IMGW

Mieszkaniec hrabstwa Woodford w stanie Kentucky uratował kilka kotów i kociąt z zalanych w trakcie powodzi domów. Gdy jego sąsiedzi w popłochu uciekali przed wielką wodą, mężczyzna ruszył na ratunek pozostawionym futrzakom.

Ruszył na ratunek przerażonym futrzakom. "Dryfowały w pojemniku"

Ruszył na ratunek przerażonym futrzakom. "Dryfowały w pojemniku"

Źródło:
CNN

W nocy z wtorku na środę na niebie pojawiło się księżycowe halo. Wyjątkowe zjawisko było widoczne między innymi w województwie lubuskim. Na Kontakt24 otrzymaliśmy zdjęcia od jednego z naszych czytelników.

Wokół księżyca pojawiła się aureola

Wokół księżyca pojawiła się aureola

Źródło:
Kontakt24, tvnmeteo.pl

Nadchodzące dni to ciąg dalszy chłodnej aury, miejscami nawet zimowej, ale już niedługo pogoda mocno się zmieni. Wartości, jakie zobaczymy na termometrach w niedzielę, zadowolą ciepłolubnych.

Zimno wam? Wiemy, kiedy zrobi się cieplej

Zimno wam? Wiemy, kiedy zrobi się cieplej

Źródło:
tvnmeteo.pl

W Boliwii panuje katastrofalna powódź. Do tej pory w wyniku ulewnych deszczy życie straciło co najmniej 55 osób. Do opuszczenia domów zmuszone były całe rodziny, aby uciekać przed wielką wodą. Trudna sytuacja panuje także na terenach rolniczych, a największe zmartwienie mają hodowcy bydła.

Takiej sytuacji nie było od dekad. Całe rodziny musiały uciekać

Takiej sytuacji nie było od dekad. Całe rodziny musiały uciekać

Źródło:
Reuters

Mieszkaniec amerykańskiego stanu Maine został zaatakowany przez lisa na własnym podwórku. Zwierzę najpierw zaatakowało jego psa. Mężczyzna próbował się bronić, aż w końcu został zmuszony zastrzelić intruza. Wyniki badań wykazały, że lis był chory na wściekliznę. Zdarzenie zostało zarejestrowane na nagraniu.

"Zobaczyłem, że mój pies walczy z innym zwierzęciem". Nagranie

"Zobaczyłem, że mój pies walczy z innym zwierzęciem". Nagranie

Źródło:
WMTW, "Fakty po Południu" TVN24

Co najmniej 50 hipopotamów oraz innych zwierząt zginęło z powodu zakażenia wąglikiem w Parku Narodowym Wirunga w Demokratycznej Republice Konga. Lokalne władze zaapelowały do mieszkańców o niezbliżanie się do dzikich zwierząt i gotowanie wody przed jej wypiciem.

50 martwych hipopotamów. Zabiła je bakteria groźna dla ludzi

50 martwych hipopotamów. Zabiła je bakteria groźna dla ludzi

Źródło:
Reuters

Amerykańscy naukowcy podali, że udało im się wskrzesić wilka strasznego - wymarłego kuzyna wilków szarych. Na świat przyszły trzy szczenięta o cechach typowych dla tego gatunku. Ogłoszenie wywołało spore kontrowersje w środowisku naukowym, a wielu badaczy twierdzi, że nie mamy do czynienia z "pełnoprawnym" wskrzeszeniem.

Twierdzą, że odtworzyli wymarły gatunek

Twierdzą, że odtworzyli wymarły gatunek

Źródło:
PAP, CNN, Reuters, New Scientist

Amerykańskie przedsiębiorstwo Colossal Biosciences ogłosiło "wskrzeszenie" wymarłego przed tysiącami lat wilka strasznego. Osiągnięcie naukowców rodzi pytania o to, czy czeka nas przywrócenie do życia innych zwierząt, które dawno zniknęły z powierzchni naszej planety. Chodzi o mamuty, a nawet dinozaury.

"Wskrzeszono" wilka strasznego. Czy na Ziemię wrócą mamuty i dinozaury?

"Wskrzeszono" wilka strasznego. Czy na Ziemię wrócą mamuty i dinozaury?

Źródło:
New York Times, Yale e360, Fakty TVN, TVN24

Zwierzęta, podobnie jak ludzie, mogą zmagać się z alergią. Kilka lat temu w ogrodzie zoologicznym w Chicago odkryto, że mieszkający tam niedźwiedź polarny Siku jest uczulony między innymi na ludzki naskórek.

Cierpisz z powodu alergii? Pewien niedźwiedź polarny wie, z czym się zmagasz

Cierpisz z powodu alergii? Pewien niedźwiedź polarny wie, z czym się zmagasz

Źródło:
BBC

Stany Zjednoczone mierzą się z gigantycznymi powodziami, które od niemal tygodnia nawiedzają wschodnie i środkowe regiony. W poniedziałek szczególnie trudna sytuacja panowała nad brzegami rzeki Ohio. W Cincinnati mieszkańcy obawiali się powtórki sprzed prawie 30 lat, kiedy to miasto nawiedziła jedna z najgorszych powodzi w historii.

"Nagle zdali sobie sprawę, że są w sytuacji zagrożenia"

"Nagle zdali sobie sprawę, że są w sytuacji zagrożenia"

Źródło:
Reuters, cincinnati.com

W poniedziałek nad Białymstokiem pojawiło się interesujące zjawisko optyczne. Wokół słońca utworzyła się kolorowa "tarcza świetlna" zwana wieńcem. Jeden z naszych czytelników uchwycił ją na zdjęciu.

"Tarcza świetlna" wokół słońca

"Tarcza świetlna" wokół słońca

Źródło:
tvnmeteo.pl, Kontakt24

Rośnie liczba ofiar katastrofalnej powodzi, jaka nawiedziła stolicę Demokratycznej Republiki Konga. Oficjalne dane mówią o co najmniej 33 zabitych, to o trzech więcej niż informowano w niedzielę. Kataklizm wywołały wielogodzinne, ulewne opady deszczu, które - według prognoz - mogą wystąpić także w innych regionach kraju.

"Nam udało się uratować, ale reszta jest uwięziona w domach"

"Nam udało się uratować, ale reszta jest uwięziona w domach"

Źródło:
Reuters, BBC

Mieszkańcy Indii zmagają się z ekstremalnymi upałami. Mimo wczesnej pory roku termometry w Delhi pokazały w poniedziałek 39 stopni Celsjusza. W północnych regionach kraju obowiązują żółte, pomarańczowe i czerwone ostrzeżenia.

"Przechodzimy bezpośrednio z zimy do lata"

"Przechodzimy bezpośrednio z zimy do lata"

Źródło:
PAP, BBC

W ostatnich dniach mocno sypnęło śniegiem w Tatrach. W Dolinie Pięciu Stawów Polskich leży już 110 centymetrów śniegu, a na Kasprowym Wierchu niemal 90 cm - wynika z poniedziałkowych pomiarów IMGW.

Ponad metr śniegu w Tatrach

Ponad metr śniegu w Tatrach

Źródło:
IMGW, PAP

Fala zimna dotarła do północnych i północno-wschodnich regionów Grecji. W poniedziałek ulice i domy znalazły się pod warstwą śniegu, a termometry pokazały ujemne wartości. Według prognoz w najbliższych dniach chłód rozleje się po całym kraju.

Atak zimy w Grecji. Odwołano lekcje

Atak zimy w Grecji. Odwołano lekcje

Źródło:
Greekreporter, ENEX

Co najmniej 30 osób zginęło na skutek powodzi, jaka dotknęła w sobotę Kinszasę, stolicę Demokratycznej Republiki Konga. Władze regionu podały, że z zalanych regionów ewakuowano wiele osób. Powódź spowodowała także paraliż komunikacyjny na głównych arteriach komunikacyjnych miasta.

Stolica pod wodą. Nie żyje 30 osób

Stolica pod wodą. Nie żyje 30 osób

Źródło:
PAP, Reuters

Przed nami kolejna fala arktycznego zimna. Jakiej temperatury możemy się spodziewać w nadchodzących dniach? Sprawdź, co przewiduje Tomasz Wasilewski w swojej prognozie długoterminowej na kolejne 16 dni.

Pogoda na 16 dni: powrót ciepła to odległa perspektywa

Pogoda na 16 dni: powrót ciepła to odległa perspektywa

Źródło:
tvnmeteo.pl

W nizinnych lasach deszczowych Panamy naukowcy odkryli drzewo "odporne" na uderzenia piorunów. Trwające wiele lat badania wykazały, że niezwykła budowa Dipteryx oleifera pozwala na czerpanie korzyści z tego, co dla innych drzew jest śmiertelnym zagrożeniem.

To drzewo wykorzystuje pioruny jako "broń"

To drzewo wykorzystuje pioruny jako "broń"

Źródło:
PAP, caryinstitute.org, livescience.com

Dwa żółwie słoniowe w jednym z zoo w Filadelfii po raz pierwszy zostały rodzicami, wydając na świat cztery młode. To wyjątkowe wydarzenie nie tylko dlatego, że ten podgatunek żółwia jest krytycznie zagrożony wyginięciem. Również dlatego, że świeżo upieczeni rodzice są około stulatkami.

Stuletnie żółwie zdecydowały się na pierwsze dziecko

Stuletnie żółwie zdecydowały się na pierwsze dziecko

Źródło:
BBC, ABC News, tvn24.pl

Na Kontakt24 otrzymaliśmy nagranie, na którym widać, jak stado żubrów zareagowało na załamanie pogody. Jak napisał Reporter24 pan Antoni, autor wideo, zwierzęta kompletnie nie przejęły się sypiącym śniegiem.

Ucz się od żubrów, jak znosić surową pogodę

Ucz się od żubrów, jak znosić surową pogodę

Źródło:
Kontakt24, tvnmeteo.pl

Tornado przeszło przez hrabstwo Tippah w stanie Missisipi. Wirujący lej poderwał w górę dom jednej z rodzin i rzucił nim na odległość ponad 70 metrów. W środku byli ludzie.

Tornado poderwało dom i przeniosło go 70 metrów dalej. W środku byli ludzie

Tornado poderwało dom i przeniosło go 70 metrów dalej. W środku byli ludzie

Źródło:
CNN, wlbt.com

Suzu gangesowy, delfin żyjący w mętnych wodach rzeki Ganges i Brahmaputra, może wyginąć przez działalność człowieka. Jak pisze BBC, ponad 6,3 tysięcy osobników tego gatunku jest zagrożonych z powodu polowań oraz rejsów turystycznych.

Żyją w mętnych wodach, zagrażają im rejsy i polowania

Żyją w mętnych wodach, zagrażają im rejsy i polowania

Źródło:
BBC, PAP

W sobotę nastąpiło drastyczne załamanie pogody. Do Polski napłynęło surowe, zimne powietrze znad bieguna północnego, które sprawiło, że "temperatura tąpnęła". Nowy tydzień przyniesie drugie uderzenie zimna. - Możemy mieć powtórkę tego, co było w sobotę - powiedziała na antenie TVN24 synoptyk tvnmeteo.pl Arleta Unton-Pyziołek.

"To było błyskawiczne włamanie". Co wydarzyło się w Polsce

"To było błyskawiczne włamanie". Co wydarzyło się w Polsce

Źródło:
TVN24

Ulewne deszcze nawiedziły amerykański stan Kentucky. W hrabstwie Franklin wody powodziowe porwały 9-letniego Gabriela. Jak podała stacja CNN, chłopiec zginął w czasie drogi na przystanek autobusu szkolnego.

Szedł do autobusu, porwały go wody powodziowe. Nie żyje 9-latek

Szedł do autobusu, porwały go wody powodziowe. Nie żyje 9-latek

Źródło:
CNN, Reuters, BBC

Niedźwiedź zaatakował zbieracza poroża w obwodzie moskiewskim. Według lokalnych mediów mężczyzna przeżył, ponieważ udawał martwego. Ranny trafił do szpitala z poważnymi obrażeniami głowy i twarzy.

Niedźwiedź okaleczył zbieracza poroża

Niedźwiedź okaleczył zbieracza poroża

Źródło:
Reuters, gazetametro.ru

Fale powodziowe zmyły most kolejowy... wraz ze stojącym na nim pociągiem. Do zdarzenia doszło w stanie Arkansas, który od kilku dni zmaga się z intensywnymi opadami deszczu. Jak podały lokalne media, chociaż wypadek wyglądał groźnie, nikt nie został ranny.

Rzeka porwała most. Był na nim pociąg

Rzeka porwała most. Był na nim pociąg

Źródło:
CNN, KY3

Gwałtowne burze, którym towarzyszył ulewny deszcz, nawiedziły południowe i środkowo-wschodnie Stany Zjednoczone. Doprowadziły do powstania rozległych powodzi. W wyniku żywiołu zginęło co najmniej 16 osób - podały lokalne media.

Całe dzielnice pod wodą, nie żyje 16 osób

Całe dzielnice pod wodą, nie żyje 16 osób

Źródło:
Reuters, PAP, france24.com