ჰიგსის ბოზონი მასით 125 გევ: სტანდარტული მოდელის მოლოდინი

 2012 წელს, დიდ ადრონულ კოლაიდერში (LHC) აღმოჩენილი იქნა ნაწილაკი მასით 125 გევ, რომელიც ძალიან ჰგავდა ჰიგსის ბოზონს. 2013 წელს, მონაცემთა დაგროვებასთან ერთად, ამ ნაწილაკის აღმოჩენა დადასტურდა, ნაწილაკისა, რომლის გამოც ჩვენ სამყაროში ელექტროსუსტი სიმეტრია დაირღვა (მოკლედ ფუნდამენტური ურთიერთქმედებების შესახებ).

 მოვლენა, ელექტროსუსტი ურთიერთქმედების თეორიაში, როცა სუსუტი ურთიერთქმედების გადამტანი W და Z ბოზონები, მასიურები ხდებიან, ფოტონი(ელექტრომაგიტური ურთიერთქმედების გადამტანი ბოზონი) კი უმასო რჩება. ფოტონისა და გლიუონის (ძლ. ურთიერთქმედება) გარდა სხვა უმასო ბოზონი კი ჯერ არავის აღმოუჩენია. თუ ელექტროსუსტი სიმეტრია ჩვენ სამყაროში მართლაც რეალიზდება, ის უნდა დაირღვეს.

 სიმეტრია, ზოგადად, არის შესაბამისობა, უცვლელობა(ინვარიანტულობა), რომელიც სხვადასხვა გარდაქმნების დროს ვლინდება (მაგალითად, მდებარეობის, ენერგიის, ინფომაციის და ა.შ.). ფიზიკაში, ფიზიკური სისტემის სიმეტრიულობა არის თვისება, რომელიც ჩატარებული გარდაქმნების მიუხედავად უცვლელი რჩება.

 სიმეტრიის სპონტანური დარღვევის ყველაზე უფრო ელეგენტური გზა, 1965 წელს პიტერ ჰიგსის მიერ შემოთავაზებული მექანიზმია. ამ ვარიანტში, ელექტროსუსტი ურთიერთქმედების დარღვევა ხდება ახალი სკალარული ველის შემოღებით, რომელიც W და Z ბოზონებთან ურთიერთქმედებს და მასას სძენს მათ(ახლა მუშავდება ვარანტებიც ჰიგსის ველის გამორიცხვით).

 ამ აღმოჩენით არაფერი დასრულებულა, პირიქით – ჰიგსის მექანიზმის შესწავლის ეპოქა დაიწყო, რომლის რეალობა საბოლოოდ ნახევარი საუკუნის შემდეგ დადასტურდა, ხოლო 2013 წელს ნობელის პრემიით დაჯილდოვდა. ფაქტია, რომ ეს მექანიზმი მუშაობს, მაგრამ არ არის შესწავლილი მისი სტრუქტურა. სტანდარტული მოდელი, ჰიგსის მექანიზმის მინიმალურ, უმარტივეს ვარიანტს იყენებს. LHC-ის ამოცანაა დიდი სიზუსტით შეისწავლოს აღმოჩენილი ბოზონის (მასით 125 გევ) ყველა პარამეტრი და სტანდარტული მოდელით პროგნოზირებულს შეადაროს. ფიზიკოსები იმედოვნებენ, რომ გაზომვათა საკმარისი სიზუსტით ჩატარებით, განსხვავებები გამოვლინდება, რაც ე.წ. ახალი ფიზიკის ეფექტების პირველი გამოვლინება იქნება (შეკითხვები ჰიგსის ბოზონთან დაკავშირებით).

 ზოგადი თვისებები

  •  სტანდარტული მოდელის ჩარჩოებში, მხოლოდ ერთი ჰიგსის ბოზონი არსებობს.
  •  მისი სპინი ნულს უტოლდება, აქვს დადებითი სისწორე (parity). არის სკალარული და არა ფსევდოსკალარული.
  •  თუ ჰიგსის ველი სძენს მასას ნაწილაკებს, მაშინ რაც უფრო მასიურია ნაწილაკი, მით უფრო ძლიერად უნდა დაუკავშირდეს ჰიგსის ბოზონს.

დაშლა

ჰიგსის ბოზონის დაშლის სურათი მის მასაზეა დამოკიდებული. 125 გევ-ზე ე.წ. დაშლის სიგანე არის 4,1 მევ (რა არის ელექტრონვოლტი?), რაც ნაწილაკის სიცოცხლის ხანგრძლივობის 160 იოქტოწამს (1,6·10–22  წმ) შეესაბამება. რაც უფრო სწრაფად ხდება მოვლენა (დაშლა), მით უფრო მაღალია მასში მონაწილე ენერგიის მაჩვენებელი.

ჰიგსის დამზერის საუკეთესო არხებია ორფოტონიანი და ორ Z-ბოზონად დაშლა, რომლებიც შემდეგ, ელექტრონებად და მიუონებად იშლება (მოკლედ ელემენტარული ნაწილაკების შესახებ).

კოსმოლოგია

სტანდარტული მოდელის ჰიგსისეულ სექტორს, ასევე, ასტროფიზიკური და კოსმოლოგიური გამოსავალიც აქვს.

  •  სტანდარტული ჰიგსი ვერ იქნება ბნელი მატრიის ნაწილაკი, ძალიან სწრაფი დაშლის გამო.
  •  ჰიგსის სტანდარტულმა მექანიზმმა, ბარიონული ასიმეტრია შეიძლება გამოიწვიოს (სამყარო, რატომღაც, მატერიისგან შედგება, ანტიმატერიის უმცირესი რაოდენობით მასში). 125 გევ. მასის ჰიგზის ბოზონის შემთხვევაში ასიმეტრია ძალიან სუსტია და მატერიის დომინანტობა ანტიმატერიაზე ამით ვერ აიხსნება.
  •  სტანდარტული მოდელი ასეთი მასისი ჰიგსით წინასწარმეტყველებს, რომ ვაკუუმი აბსოლუტურად სტაბილური არ არის, ის შეიძლება დაიშალოს. ნუ შეშფოთდებით, ასეთ დაშლამდე წარმოუდგენლად დიდი დროა, თან ძალიან ძნელად გამოთვლადი (ჰიგსის ბოზონი და სამყაროს ბედიდიდი ადრონული კოლაიდერი).

Leave a Reply

თქვენი ელფოსტის მისამართი გამოქვეყნებული არ იყო. აუცილებელი ველები მონიშნულია *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.