Higgsボソン、なぜそれが重要なのですか?

著者: Lewis Jackson
作成日: 13 5月 2021
更新日: 20 12月 2024
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ヒッグスメカニズムの説明|時空| PBSデジタルスタジオ
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はじめに

科学者たちがヒッグス粒子と呼ばれるものを発見したことにほぼ自信を持っているという発表で、世界中のオタクが7月4日の水曜日と比べて着陸し始めました。 「神の粒子」が発見された日のどこにあなたはいましたか?正直に言うと、私はその日眠りました、私はバスに乗り遅れてしまいました、そしてそれは雨が降っていたことをかなり確信しています。結局のところ、私たちのほとんどにとって、7月4日はカレンダーで際立っていません、それはちょうど別の日です。しかし、どうして私たちはヒッグス氏のボソンを気にすべきなのでしょうか。まあ、これが理由です...


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そして三日目に…

2012年7月4日水曜日、スイスのジュネーブで開催された非公式会議で、欧州原子力研究機構(CERN)の科学者たちは、彼らが自信を持って自信があると発表しました。 Higgs - Peter Higgsにちなんで名付けられました。どうやら、私たちは彼の成功に過度に感銘を受けなければなりませんでした。彼らはまた、実際にはほとんどの人がGoogleで "Higgs Boson"を必死に探していたことを考えると、Higgsが何であるかを知っていると仮定しました。私たちが見ることができるのは宇宙全体の4%だけですが、残りは神秘的な暗黒物質で構成されています。ヒッグスの発見はいくつかの理論を捨て、未知の世界へと私たちをさらに導き、宇宙が実際にどのように機能するのかを説明するでしょう。

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真鍮スタッド

だから今、あなたはまだ神のこの粒子がとても重要である理由を疑問に思います。さて、パーティーでミュージシャンを熱望していっぱいのアパートを想像してみてください。彼らは部屋の中で均等に分散しているか広がっていて、最も近い隣人と話しています。今、有名なミュージシャン、ローリングストーンズのロニー・ウッドが部屋に入ると想像してください。突然、部屋の中のミュージシャンの分布はウッドに引き寄せられ、残りのメンバーは自分のスペースに戻ります。彼らが「石」の周りに引き寄せられると、ロニーが部屋の中を移動するのが難しくなります。ロックスターの周りの人々の数のために、それはより大きな質量を獲得します。ヒッグス粒子を持つ粒子のようなもの。物理学者がヒッグス粒子を確実に検出してその質量を決定することができれば、その発見は広範囲に及ぶ意味を持つでしょう...


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私たちと一緒に祝います

一言で言えば、ヒッグスを見つけることはすべてを変えるでしょう - しかし特に科学者のために。 Higgsボソンは、素粒子物理学の標準モデル - 現代物理学のためのユーザーマニュアル - によって予測された理論上の素粒子です。粒子が見つかると、標準模型は正しくなり、すべての科学者は喜んでお互いを祝福します。ヒッグス粒子を見つけることは、不明確な粒子を見つけるためにラージハドロンコライダーにCERNが費やした65億ポンドも正当化するでしょう。

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世界の接着剤

ヒッグス粒子を見つけることは、質量の起源の謎を解くための鍵を見つけることです。ケンブリッジ大学の高エネルギー物理学の教授であるAndy Parker教授は、次のように説明している。「ほとんどの人は、物質の粒子が何らかのビリヤードボールのようにくっついて固まっている物体を作るのだと想像するヒッグス場は私達の方程式間のこの非互換性に対する答えであり、もし私達が質量を持っていなければ、そしてヒッグス場は空間全体を埋め、そして粒子がその中を移動しようとするにつれて、それらの相互作用はそれらが質量を持っているように見せる。」

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力は彼と一緒です

宇宙には、荷電粒子間の相互作用を支配する電磁力と、放射能を減少させる原因となる弱い力の2つの基本的な力があります。Highgsボソンが見つかった場合、これら2つの力は電弱力で統一されます。 。


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超対称性

ヒッグスの発見によって影響を受けるであろう別の理論は超対称性と呼ばれる。理論によると、各タイプの粒子は1つまたは複数のスーパーパートを持っています。他のタイプの粒子は、同じ特性の多くを共有していますが、基本的に異なります。超対称性は、他の自然の力の一部を統合し、さらには神秘的な暗黒物質への鍵を握ることさえできるので魅力的です。

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研究室に戻る

1つ確かなことがあります。これで、実際の作業が始まります。この粒子が実際にヒッグス粒子であることを確認するために、数ヶ月、おそらく数年の研究期間が科学者より先にあります。何人かは、CERNが最も単純な形のヒッグス粒子だけを発見でき、それ以上は発見できないことを懸念している。 「CERNがヒッグス粒子を発見し、それ以外に何も発見しないという悪夢がありました。ヒッグス粒子を発見することは、標準モデルを超える方法についての手掛かりを提供するものではありません」 1979年にヒッグス理論の背後にある数学を使った論文でノーベル賞を受賞した、テキサス大学オースティン校の物理学教授。