Keď vedci hovoria o kráse vo fyzikálnych teóriách, myslia tým, že tieto teórie dokážu popísať celý rad rôznorodých javov pomocou jednoduchých konceptov a matematiky. Napríklad Einsteinova teória všeobecnej relativity, ktorá je našou teóriou gravitácie, sa dá zapísať do jedného riadka.
Problémy štandardného modelu
Štandardný model časticovej fyziky je však oveľa zložitejší. Nie je len náročný na zapísanie, ale obsahuje aj prvky, ktoré sú záhadné a zdanlivo ľubovoľné. Tento model má svoje nedostatky. Napríklad, ak by sme zapísali rovnice tohto modelu, zdalo by sa, že žiadne častice by nemali mať hmotnosť. To však nie je pravda.
Napriek svojej sile štandardný model prehliadol jednu z najzákladnejších vlastností nášho sveta – hmotnosť. Model bol neúplný v popise vesmíru. Chýba mu vysvetlenie, mechanizmus, ktorý by popísal, ako základné častice získavajú hmotnosť.
Čo je hmotnosť?
Intuitívne vieme, že veci okolo nás majú hmotnosť. Môžeme ju cítiť. Hmotnosť je to, čo robí veci „vecami“. Ale čo je hmotnosť a prečo existuje? Táto otázka sa zdá jednoduchá, ale stala sa jednou z najťažších výziev vo fyzike.
Musel existovať čas v ranom vesmíre, keď častice získali svoju hmotnosť. Najlepšia teória, ktorá to vysvetľuje, vznikla v hlave britského fyzika Petera Higgsa počas jeho prechádzky škótskymi vrchmi. Prišiel s teoretickým mechanizmom, ktorý by mohol vysvetliť, ako niektoré častice získavajú hmotnosť.
Higgsov mechanizmus
Higgsov mechanizmus funguje tak, že vesmír je vyplnený Higgsovým poľom. Toto pole nie je len „tam hore“ medzi hviezdami, ale je všade okolo nás a dokonca aj v nás. Častice získavajú hmotnosť interakciou s týmto poľom. Každá častica vo vesmíre prechádza týmto neviditeľným Higgsovým poľom. Niektoré častice, ako kvarky a elektróny, získavajú hmotnosť, keď ním prechádzajú. Naopak, častice bez hmotnosti, ako fotóny, s Higgsovým poľom neinteragujú a prechádzajú vesmírom rýchlosťou svetla.
Jednoduchosť a krása Higgsovho poľa
Higgsovo pole prináša jednoduchosť a krásu do prírody, ktorá sa zdá byť príliš komplikovaná. Vnáša do nej symetriu a pomáha nám pochopiť jednu z najzáhadnejších vlastností štandardného modelu. Higgsovo pole by mohlo vyriešiť problém chýbajúcej hmotnosti v štandardnom modeli. Problém je však v tom, že sme ho zatiaľ neboli schopní detekovať.
Hľadanie Higgsovho bosónu
Podľa kvantovej fyziky musí mať každé pole pridruženú časticu. Kľúčovým predpoveďou Higgsovej teórie je, že by mala existovať kvantová častica tohto poľa – Higgsov bosón. Ak by sme túto časticu objavili, bolo by to obrovské prínos pre naše chápanie vesmíru. Higgsov bosón by nám pomohol pochopiť, ako vesmír získal svoju súčasnú podobu. Nie div, že niektorí ho nazývajú „božskou časticou“.
Higgsov mechanizmus je našim najlepším pokusom opraviť štandardný model. Avšak viac ako 40 rokov po jeho vzniku sme Higgsov bosón, ktorý by túto teóriu potvrdil, stále nenašli. Jediným spôsobom, ako teóriu potvrdiť, je pokúsiť sa vytvoriť Higgsov bosón na okamih vo vnútri časticového urýchľovača.
Výzvy a nádeje
Niektorí si mysleli, že Fermilab so svojím výkonným urýchľovačom Tevatron Higgsov bosón nájde. Fermilab pracuje nepretržite, zvyšuje počet zrážok častíc, ale pravdepodobne Higgsov bosón nenájde. Napriek miliardám eur vložených do výskumu sa zatiaľ nepodarilo nájsť ani náznak existencie tejto „božskej častice“.
Zdroj informácii: bbcearth.com/science
Pridaj komentár