సాదా భాషలో: హిగ్స్ బోసన్ - ఇది ఏమిటి?

సరళంగా, హిగ్స్ బోసన్ అత్యంత ఖరీదైన అణువు. ఒక ఎలక్ట్రాన్ యొక్క ప్రారంభాన్ని ఉదాహరణకు, తగినంత వాక్యూమ్ ట్యూబ్ మరియు ఒక తెలివైన జంటగా చెప్పాలంటే, హిగ్స్ బోసన్ కోసం శోధన ప్రయోగాత్మక శక్తిని సృష్టించడం అవసరం, ఇది అరుదుగా భూమిపై కనిపిస్తుంది. లార్జ్ హాడ్రోన్ కొల్లైడర్కు ప్రముఖమైన మరియు విజయవంతమైన శాస్త్రీయ ప్రయోగాల్లో ఒకటిగా ప్రాతినిధ్యం వహించాల్సిన అవసరం లేదు, కానీ దాని ప్రొఫైల్ కణము ముందుగానే, జనాభాలో ఎక్కువమందికి మిస్టరీలో కప్పబడి ఉంది. ఇది దేవుని కణము అని పిలువబడేది, అయినప్పటికీ, వాచ్యంగా వేలమంది శాస్త్రవేత్తల ప్రయత్నాలకు ధన్యవాదాలు, మనము ఇకపై విశ్వాసం మీద దాని ఉనికిని అంగీకరించాలి.

చివరిగా తెలియదు

హిగ్స్ బోసన్ మరియు దాని ఆవిష్కరణ ప్రాముఖ్యత ఏమిటి? ఎందుకు అతను చాలా ఫస్ యొక్క విషయం మారింది, నిధులు మరియు దోషపూరిత? రెండు కారణాల కోసం. మొదటిది, ఫిజిక్స్ యొక్క స్టాండర్డ్ మోడల్ను ధృవీకరించడానికి చివరిగా కనిపించని కణము. దాని ప్రారంభోపమం మొత్తం తరం శాస్త్రీయ ప్రచురణలు ఫలించలేదు. రెండవది, ఈ బోసన్ ఇతర రేణువులను వారి ద్రవ్యరాశికి ఇస్తుంది, ఇది ప్రత్యేక అర్ధాన్ని మరియు కొన్ని "ఇంద్రజాలం" ఇస్తుంది. మనకు వస్తువుల యొక్క అంతర్గత ఆస్తిగా మాస్ గురించి ఆలోచిస్తూ ఉంటాము, కానీ భౌతికవాదులు లేకపోతే ఆలోచించరు. సాధారణ పరంగా, హిగ్స్ బోసన్ అనేది ఒక కణము, అందుచేత మాస్ సూత్రం లో లేవు.

మరో ఫీల్డ్

కారణం అని పిలవబడే హిగ్స్ ఫీల్డ్ ఉంది. ఇది భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు తన సొంత సిద్ధాంతాల అవసరాలకు మరియు పరిశీలన అవసరాలను తీర్చటానికి ఒక నూతన క్షేత్రం అవసరమయినందున, ఇది మొత్తం యూనివర్స్కి విస్తరించే చర్యగా పరిగణించటం వలన ఇది హిగ్స్ బోసన్ ముందు వివరించబడింది. విశ్వం యొక్క కొత్త భాగాల ఆవిష్కరణ ద్వారా పరికల్పాలను ఉపబలించడం ప్రమాదకరం. గతంలో, ఉదాహరణకు, ఇది ఒక ఈథర్ సిద్ధాంతాన్ని సృష్టిస్తుంది. కానీ మరింత గణిత లెక్కలు జరిగాయి, ఎక్కువ భౌతికశాస్త్రవేత్తలు హిగ్స్ ఫీల్డ్ వాస్తవంగా ఉండాలని అర్థం చేసుకున్నారు. అతని పరిశీలనలో ఆచరణాత్మక అవకాశాలు లేనందున ఏకైక సమస్య మాత్రమే.

భౌతిక ప్రామాణిక మోడల్ లో, ఎలిమెంటరి కణాలు మొత్తం స్థలాన్ని విస్తరించే ఒక హిగ్స్ క్షేత్రం ఉనికి ఆధారంగా ఒక యంత్రాంగం ద్వారా ద్రవ్యరాశిని పొందుతాయి. అతను చాలా ఎక్కువ శక్తి అవసరమయ్యే హిగ్స్ బోసన్స్ ను సృష్టిస్తాడు, మరియు శాస్త్రవేత్తలకు అధిక-శక్తి ప్రయోగాలు నిర్వహించడానికి ఆధునిక కణ వేగాలను ఎందుకు కలిగి ఉండాలనే ముఖ్య కారణం.

మాస్ ఎక్కడ నుండి వస్తుంది?

బలహీనమైన అణు సంభాషణల బలం వేగంగా పెరుగుతూ తగ్గుతుంది. క్వాంటం క్షేత్ర సిద్ధాంతం ప్రకారం, దాని సృష్టిలో పాల్గొనే కణాలు - W- మరియు Z- బోసన్స్ - ఏ ప్రజా ద్రవ్యరాశిలో లేని గ్లూన్స్ మరియు ఫోటాన్లు కాకుండా మాస్ను కలిగి ఉండాలి.

సమస్య ఏమిటంటే గేజ్ సిద్ధాంతాలు మామూలు అంశాలతో పనిచేస్తాయి. గేజ్ బోసన్స్ ఒక మాస్ కలిగి ఉంటే, అప్పుడు ఒక పరికల్పన సహేతుక నిర్ణయించబడుతుంది కాదు. హిగ్స్ విధానం అని పిలువబడే ఒక కొత్త క్షేత్రాన్ని పరిచయం చేయడం ద్వారా ఈ సమస్యను తొలగిస్తుంది. అధిక శక్తుల వద్ద, గేజ్ బోసన్స్ ద్రవ్యరాశిని కలిగి ఉండవు మరియు ఊహించినట్లు పరికల్పన పనిచేస్తుంది. తక్కువ శక్తుల వద్ద, ఫీల్డ్ సమరూప విరివిని కలిగిస్తుంది, ఇది మూలకాన్ని ద్రవ్యరాశి కలిగిస్తుంది.

హిగ్స్ బోసన్ అంటే ఏమిటి?

హిగ్స్ ఫీల్డ్ హిగ్స్ బోసన్స్ అనే కణాలను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. సిద్ధాంతం వారి ద్రవ్యరాశిని పేర్కొనలేదు, కానీ ప్రయోగం ఫలితంగా అది 125 GeV కు సమానం అని నిర్ణయించబడింది. సరళంగా, హిగ్స్ బోసన్, దాని ఉనికి ద్వారా, చివరికి ప్రామాణిక నమూనా నిర్ధారించింది.

యంత్రాంగం, క్షేత్రం మరియు బోసన్లు స్కాటిష్ శాస్త్రవేత్త పీటర్ హిగ్స్ పేరు పెట్టారు. ఈ భావనలను సూచించిన మొదటివాడు కానప్పటికీ, భౌతికశాస్త్రంలో తరచూ జరుగుతున్నప్పుడు, అతను పేరు పెట్టబడిన వారి గౌరవార్థం అతను తేలింది.

సిమెట్రీ బ్రేకింగ్

ఇది ఒక ద్రవ్యరాశి కలిగి ఉన్న కణాలు అది ఉండకూడదనే వాస్తవానికి హిగ్స్ ఫీల్డ్ బాధ్యత అని నమ్మేవారు. విభిన్న ప్రజానీకలతో ద్రవ్యరాశి లేకుండా రేణువులను ప్రోత్సహించే విశ్వవ్యాప్త మాధ్యమం. ఇటువంటి ఒక సమరూప విచ్ఛేదనం కాంతితో సారూప్యతచే వివరించబడింది - అన్ని వేవ్లెంత్స్ అదే వేగంతో వాక్యూమ్లో కదులుతాయి, పట్టకంతో ప్రతి తరంగదైర్ఘ్యం వేరు చేయవచ్చు. అయితే, ఇది తెల్ల కాంతికి అన్ని తరంగదైర్ఘ్యాలను కలిగి ఉన్నందున ఇది సరికాని సారూప్యత కలిగివుంటుంది, కానీ మాస్ ద్వారా హిగ్స్ క్షేత్రం యొక్క సృష్టి ఎలా సమరూప విరివిని ఏర్పరచిందో ఉదాహరణగా చెప్పవచ్చు. ప్రిజం భిన్నమైన తరంగదైర్ఘ్యం యొక్క కాంతి యొక్క సమరూపతను విడదీస్తుంది, వాటిని వేరు చేస్తుంది, మరియు హిగ్స్ మైదానం అనేది కొన్ని కణాల ద్రవ్యరాశి యొక్క సమరూపతను విచ్ఛిన్నం చేస్తుందని నమ్ముతారు.

సాధారణ భాషలో హిగ్స్ బోసన్ ఎలా వివరించాలి? హిగ్స్ ఫీల్డ్ నిజంగా ఉనికిలో ఉన్నట్లయితే, దాని చర్యను పరిశీలించగల లక్షణాలతో సరైన క్యారియర్ ఉండటం అవసరమని భౌతికవాదులు మాత్రమే అర్థం చేసుకున్నారు. ఈ కణం బోసన్స్కు చెందినది అని భావించారు. హిగ్స్ బోసన్ ఒక సరళమైన భాష - ఇది విశ్వసనీయ విద్యుదయస్కాంత క్షేత్రం యొక్క వాహకాలు అయిన ఫోటాన్ల వలె పిలువబడే క్యారియర్ ఫోర్స్. ఫోగ్స్, ఒక కోణంలో, హిగ్స్ బోసన్ దాని రంగంలో ఒక స్థానిక ఉద్వేగం వంటి దాని స్థానిక ప్రేరేపకాలు. భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు ఊహించే లక్షణాలతో ఒక అణువు యొక్క ఉనికిని రుజువు వాస్తవానికి ఒక క్షేత్రపు ఉనికి యొక్క ప్రత్యక్ష సాక్ష్యానికి సమానం.

ప్రయోగం

అనేక సంవత్సరాల ప్రణాళికను పెద్ద హాడ్రోన్ కొలైడర్ (LHC) ను హిగ్స్ బోసన్ సిద్దాంతాన్ని ఖండించటానికి ఒక ప్రయోగానికి సరిపోయేలా చేసింది. సూపర్-శక్తివంతమైన విద్యుదయస్కాంతాల యొక్క 27-కి.మీ రింగ్ చార్జ్డ్ కణాలను కాంతి వేగం యొక్క గణనీయమైన భాగాలకు వేగవంతం చేస్తుంది, దీని వలన వాటిని తగిన భాగాలుగా భాగాలుగా వేరుచేయడానికి మరియు ప్రభావ బిందువు చుట్టూ స్థలాన్ని విడదీసేలా చేస్తుంది. గణనల ప్రకారం, తగినంత స్థాయిలో ఉన్న ఢీకొన శక్తిలో, బోసన్ను ఛార్జ్ చేయడం సాధ్యమవుతుంది, తద్వారా అది క్షీణిస్తుంది మరియు అది గమనించవచ్చు. ఈ శక్తి చాలా గొప్పది, కొంతమంది భయపడినట్లు మరియు ప్రపంచం చివరను ఊహించారు, మరియు ఇతరుల కల్పనను హిగ్స్ బోసన్ యొక్క ఆవిష్కరణ ప్రత్యామ్నాయ పరిమాణాన్ని పరిశీలించడానికి అవకాశంగా వర్ణించబడింది.

తుది నిర్ధారణ

ప్రారంభ పరిశీలనలు వాస్తవంగా ఊహలను ఖండించాయి అనిపించాయి, మరియు ఒక కణాల ఆధారాన్ని కనుగొనలేదు. బిలియన్ డాలర్ల ఖర్చు కోసం ప్రచారంలో పాల్గొన్న కొందరు పరిశోధకులు టెలివిజన్లో కూడా కనిపించారు మరియు విజ్ఞాన సిద్ధాంతాన్ని నిరాకరించడం అనేది దాని నిర్ధారణ వలె అంతే ముఖ్యమైనదిగా పేర్కొంది. కొంతకాలం తర్వాత, కొలతలు రూపొందాయి, మరియు మార్చి 14, 2013 న, CERN అధికారికంగా కణ ఉనికిని ప్రకటించింది. బహుళ బోసన్స్ ఉనికిని ఊహించడం కోసం ఆధారాలు ఉన్నాయి, కానీ ఈ ఆలోచన మరింత అధ్యయనం అవసరం.

CERN కణాల ఆవిష్కరణను ప్రకటించిన రెండు సంవత్సరాల తరువాత, లార్జ్ హాడ్రోన్ కొలైడర్లో పనిచేస్తున్న శాస్త్రవేత్తలు దీన్ని నిర్ధారిస్తారు. ఒక వైపు, ఇది విజ్ఞాన శాస్త్రానికి భారీ విజయంగా మారింది, మరియు ఇతర శాస్త్రవేత్తలు నిరాశ చెందారు. ప్రామాణిక మోడల్ - supersymmetry, కృష్ణ పదార్థం, డార్క్ ఎనర్జీ - - అప్పుడు దురదృష్టవశాత్తు, అది అలా కాదు స్టాండర్డ్ మోడల్ వెలుపల వింత మరియు ఆశ్చర్యకరమైన ప్రాంతాలకు దారితీస్తుంది ఒక అణువు అని ఎవరైనా భావిస్తే.

నేచర్ ఫిజిక్స్ లో ప్రచురించిన అధ్యయనం ఫెర్మీషన్స్ లోకి క్షయం ధృవీకరించింది. సాధారణ నమూనా , సాధారణ పరంగా, హిగ్స్ బోసన్ అనేది వారి ద్రవ్యరాశిని ఇచ్చే కణంగా చెప్పవచ్చు. CMS కొలిడర్ డిటెక్టర్ చివరికి వాటి క్షయం ఫెర్మీషన్స్గా నిర్ధారించింది - తక్కువ క్వార్క్లు మరియు టౌ లెప్టన్లు.

సాదా భాషలో ఉన్న హిగ్స్ బోసన్: ఇది ఏమిటి?

ఎగ్మెంటరీ పార్టికల్ ఫిజిక్స్ యొక్క స్టాండర్డ్ మోడల్ అంచనా వేసిన హిగ్స్ బోసన్ అని ఈ అధ్యయనం చివరకు నిర్ధారించింది. ఇది 125 GeV యొక్క మాస్-ఎనర్జీ ప్రాంతంలో ఉంది, ఏ స్పిన్ ఉంది, మరియు అనేక తేలికైన అంశాలు-జతల యొక్క ఫోటాన్ల, ఫెర్మీయస్, మొదలైనవి లోకి క్షయం చేయవచ్చు. దీనికి ధన్యవాదాలు, నమ్మకంగా చెప్పాలంటే, హిగ్స్ బోసన్ సాధారణ భాషలో, ఒక కణ , ప్రతిదీ చాలా ఇవ్వడం.

కొత్తగా కనుగొన్న మూలకం యొక్క ప్రామాణిక ప్రవర్తన నిరాశపరిచింది. దాని క్షయం కొద్దిగా భిన్నంగా ఉంటే, ఇది వేరే విధంగా ఫెర్మీయాలతో సంబంధం కలిగి ఉంటుంది, మరియు పరిశోధన యొక్క క్రొత్త ఆదేశాలు ఉత్పన్నమవుతాయి. మరోవైపు, మేము స్టాండర్డ్ మోడల్ దాటి ఒక అడుగు తరలించలేదు అర్థం, ఇది ఖాతా గురుత్వాకర్షణ, చీకటి శక్తి, కృష్ణ పదార్థం మరియు వాస్తవానికి ఇతర వికారమైన దృగ్విషయం తీసుకోదు.

ఇప్పుడు మీరు వారు ఏమి కారణమవుతున్నారో ఊహిస్తారు. అత్యంత ప్రాచుర్యం పొందిన సిద్ధాంతం సూపర్స్సిమెట్రి, ఇది స్టాండర్డ్ మోడల్ యొక్క ప్రతి కణము అసాధారణమైన భారీ సూపర్పర్నర్ (అందువలన విశ్వం యొక్క 23% - కృష్ణ పదార్థం) ను కలిగి ఉందని వాదించింది. 13 టీవీకి దాని ఖండన శక్తి యొక్క రెట్టింపుతో కొల్డర్ని నవీకరించడం ఈ మిరపకణాలను గుర్తించడానికి అవకాశం ఉంది. లేకపోతే, సూపర్స్సిమెట్రీ LHC కు మరింత శక్తివంతమైన వారసుడిని నిర్మించటానికి వేచి ఉండాలి.

మరింత దృక్కోణాలు

కాబట్టి హిగ్స్ బోసన్ తరువాత భౌతికశాస్త్రం ఎలా ఉంటుంది? LHC ఇటీవలే దాని పనిని గణనీయమైన అభివృద్దితో పునరుద్ధరించింది మరియు ప్రతిదాని నుండి కృష్ణ శక్తి వరకు ప్రతిదీ చూడగలుగుతుంది. కృష్ణ పదార్థం కేవలం సాధారణ గురుత్వాకర్షణ ద్వారా మరియు ఒక సామూహిక సృష్టి ద్వారా సంకర్షణ చెందుతుందని నమ్ముతారు, మరియు ఇది ఎలా జరిగిందో అర్థం చేసుకోవడానికి హిగ్స్ బోసన్ యొక్క ప్రాముఖ్యత కీలకం. స్టాండర్డ్ మోడల్ ప్రధాన లోపము ఇది గురుత్వాకర్షణ చర్యను వివరించలేక పోతుంది - అలాంటి మోడల్ను గ్రేట్ యూనిఫైడ్ థియరీ అని పిలుస్తారు - మరియు కొంతమంది కణము మరియు హిగ్స్ ఫీల్డ్ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు గుర్తించటానికి ప్రయత్నిస్తున్న వంతెనగా తయారవుతాయని కొందరు నమ్ముతారు.

హిగ్స్ బోసన్ యొక్క ఉనికి ధృవీకరించబడింది, కానీ ఇది ఇప్పటికీ పూర్తి అవగాహన నుండి చాలా దూరంగా ఉంది. భవిష్యత్ ప్రయోగాలు సూపర్స్సిమెట్రీని తిరుగుతుంటాయి మరియు చీకటి పదార్థంగా దాని యొక్క కుళ్ళిన ఆలోచనను నిరూపించవచ్చా? లేదా వారు అన్నిటిని నిర్ధారిస్తారు, చిన్న వివరాలకు, ప్రామాణిక నమూనా యొక్క ఊహలు హిగ్స్ బోసన్ యొక్క లక్షణాలపై మరియు పరిశోధన యొక్క ఈ రంగంలో ఎప్పటికీ పూర్తవుతాయి?