Nový článek
Nový článek
Kategorie

Co to je: Higgsův boson

Možná víte, že Peter Higgs a Francois Englert v minulém roce získali Nobelovu cenu v oboru fyziky za objevení tzv. Higgsova bosonu, ale co to vlastně je a proč si jeho objev zasloužil nobelovku?

Co to je: Higgsův boson

Začnu velmi obecně, Higgsův boson je elementární částice, podobně jako protony a elektrony, o kterých jsme se všichni učili ještě na základní škole. Jeho vlastnosti však nesouvisí se složením předmětů kolem nás, místo toho souvisí s jejich hmotou, zejména vysvětluje původ hmotnosti ostatních elementárních částic, to je otázka nad kterou si fyzici lámali hlavu celá desetiletí.

Představte si, že je prostor kolem nás a v celém vesmíru vyplněn neviditelnou hmotou, takzvaným Higgsovým polem. Brian Greene (známý americký popularizátor fyziky) ho přirovnává k jakési vesmírné melase. Toto pole je tvořeno právě částicemi, které nazýváme Higgsovými bosony. Když částice prochází Higgsovým polem, musí tedy překonávat jistý odpor, jelikož mu v cetě stojí bosony, podobně jako když něco spadne do zmíněné melasy a pomalu se do ní potápí, s tím rozdílem, že částice pociťuje odpor pouze při změně své rychlosti. A právě z tohoto odporu vzniká hmotnost všech těles a částic kolem.

Teorie Higgsova pole byla v době svého zveřejnění v roce 1964 považována za přinejmenším odvážnou, spousta fyziků si až do nedávné doby nemyslela, že by se tato teorie mohla někdy potvrdit. Teorie fungovala pouze na papíře, to se ale změnilo, když byl v průběhu roku 2012 oznámen objev nové částice na základě dat získaných z experimentů ATLAS a CMS v institutu CERN a 14. března 2013 byl tento objev potvrzen další sérií experimentů.

V CERNu se nachází Velký hadronový urychlovač, zařízení schopné vyslat proti sobě částice rychlostí blížící se rychlosti světla. Senzory pak provádí měření a sledování toho, co se děje bezprostředně po srážce svazků částic (ilustrace srážky na obrázku výše). Když se částice stejného druhu takto srazí, prostor kolem nich se "rozvibruje" a je jistá šance, že se v důsledku těchto vibrací z Higgsova pole oddělí Higgsův boson. Naneštěstí tyto bosony mají příliš krátkou dobu životnosti na to, abychom je mohli pozorovat přímo, můžeme ale sledovat produkty jejich rozpadu (částicový kompost) a zrekonstruovat jejich původní vlastnosti, které odpovídají matematickému popisu z roku 1964.

Objevení této nové částice je tedy důležité hned z několika důvodů, vysvětluje odkud se bere hmotnost ostatních elementárních částic a tím pádem i všeho, co se z nich skládá a také jde svým způsobem o úplně nový typ částice. Všechny ostatní částice, které známe totiž mají vlastnost, které říkáme spin, což laicky znamená že se točí kolem své osy. Higgsův boson je jedinou částicí, která tuto vlastnost kompletně postrádá, vůbec se netočí...

Pokud bychom se naučili manipulovat s Higgsovými částicemi nebo celým tímto polem, pak bychom byli schopni ovlivňovat hmotnost předmětů kolem nás, což se může hodit ve spoustě odvětví, proto je tedy jeho objevení zásadním milníkem v oblasti fyziky a právem oceněným Nobelovou cenou.

Zpět nahoru