بوزون هیگز چیست؟

در سال 1964 پیتر هیگز (Peter Higgs) داده هایی را که در آن زمان مورد بحث بسیار در جامعه فیزیکدانان بود، با دیدگاهی جدید کنار هم قرار داد و مفهومی را معرفی کرد که امروزه به نام میدان هیگز می شناسیم. میدان هیگز برای توصیف جرم های بسیار متفاوت ذرات بنیادین ضرورت پیدا کرده بود.

فیزیکدانان نمی دانستند چرا بعضی ذرات جرم کمتر و برخی جرم بیشتری دارند و چرا بعضی ذرات هیچ جرمی ندارند. هیگز میدانی را توصیف کرد که ذرات با توجه به میزان برهم کنش شان با آن جرم دار می شوند. اگر این میدان را مانند آب در نظر بگیریم و ذرات را شناگران درون این آب؛ یکی ماهی شمشیری که با بیشترین سرعت در آب شنا می کند، کمترین برهم کنش را با آن دارد و شناگر سنگین وزنی که به زحمت در آن دست و پا می زند و به سختی جلو می رود، بیشترین برهم کنش را.

در میدان هیگز مثلاً الکترون به علت برهم کنش ضعیف تر جرمی 350 هزار بار کمتر از کوارک بالا با برهم کنش قوی تر دارد. این در حالی است که هر دو حجم یکسانی دارند، در واقع حجمی برابر صفر.

ولی چیزی که در همه اخبار مربوط به هیگز به گوش ما می رسد، ذره هیگز است. برای فهمیدن ذره هیگز باید دوباره به تشبیه آب بازگردیم. همه ما با خواص آب آشنایی داریم؛ مایعی پیوسته که تمام ما را هنگام غوطه ور شدن در بر می گیرد. از طرفی می دانیم آب از اجزایی به نام مولکول تشکیل شده است. مولکول های میدان هیگز هم به همین ترتیب از بیشمار ذره هیگز تشکیل شده است.

اولین بار در سال 2012 آزمایشگاه های ذرات بنیادین، ذره ای را کشف کردند که می توانست بوزون هیگز (Higgs Boson) باشد.

سال های 2013 و 2016 آزمایش های بیشتری خواص ذره تازه کشف شده را با دقت بیشتری بررسی کردند. چیزی که امروز می توان گفت این است که ما به احتمال فراوان ذره ای را مشاهده کرده ایم که همان ذره هیگز پیش بینی شده در مدل استاندارد است.

منابع

مقاله علمی و آموزشی «بوزون هیگز چیست؟»، نتیجه ی تحقیق و پژوهش، گردآوری و نگارش هیئت تحریریه علمی پورتال یو سی (شما می توانید) می باشد.