Co to jest bozon Higgsa?

John Ellis,fizyk teoretyk, odpowiada na pytanie "Co to jest bozon Higgsa?" w przygotowaniu do konferencji prasowej po prezentacji wyników poszukiwań bozonu Higgsa (4 lipca 2012, w Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych). Więcej szczegółów na:http://cern.ch/press/PressReleases/Releases2012/PR16.12E.html

[video dostępne także na: https://cdsweb.cern.ch/record/1458922]

Co to jest Higgs?

Idea istnieje od 1964 roku,

kiedy to Englert, Brout i Higgs wysunęli hipotezę,

że pusta przestrzeń jest jak medium,

a niektóre cząstki, przemierzając to medium,

wchodzą w oddziaływanie z nim,

inne zaś nie.

Te, które oddziałują wzajemnie na medium,

uzyskują masę,

a te, które przemieszczają się bez oddziaływania,

pozostają cząstkami bez masy.

Pozwolę tu sobie na porównanie:

wyobraźmy sobie nieskończone pole śniegu

rozciągające się na całą przestrzeń kosmiczną,

w każdym kierunku, płaskie, jednolite,

może jak pośrodku Syberii.

A teraz wyobraźcie sobie, że próbujemy przejść

przez to pole śniegu.

Może jesteśmy jak narciarze,

szusując po wierzchu,

tak jak te cząstki,

które nie oddziałują na pole Higgsa,

które nie toną w śniegu i mają dużą prędkość.

To tak jak bezmasowe cząstki przemieszczające z prędkością światła.

A może mamy na sobie rakiety śnieżne,

wtedy śnieg nam się lekko zapada pod butami,

mamy niższą prędkość niż narciarz,

mniejszą niż prędkość światła.

To tak jak cząstki posiadające masę,

gdyż łączą się, oddziałują ze śnieżnym polem Higgsa.

A jeśli mamy na sobie ciężkie śniegowce,

nasze stopy toną w śniegu głęboko,

poruszamy się bardzo powoli,

jak cząstki posiadające wielką masę.

Zatem, skoro pole Higgsa jest

jak to powszechne pole śnieżne,

gdzie w tym układzie sytuuje sie bozon Higgsa?

Wszyscy wiemy, z czego się składa śnieg, prawda?

Składa się z płatków śniegu.

Tak samo, powszechne, śnieżne pole Higgsa

składa się z małych kwantów.

Kwanty, te płatki śniegu, nazywamy bozonami Higgsa.

Zadaniem bozonów Higgsa jest nadawanie masy

wszelkim innym cząstkom elementarnym.

Jeśli spojrzymy na podstawowe równania

Modelu Standardowego, wydrukowane na mojej koszulce,

widzimy ich symetrię po sposobie, w jaki

różne cząstki są podobnie ułożone.

W dwóch górnych rzędach nie ma nic,

co odróżniałoby cząstki, które mają różne masy.

Ale na tym nasza symetria się kończy,

elektrony są lżejsze niż miony,

kwarki szczytowe są o wiele cięższe

niż te wchodzące w skład pospolitych jąder atomowych.

Zatem, dwa górne rzędy, te symetryczne

to nie wszystko,

musi być coś, co wprowadza rozróżnienie

pomiędzy różnymi rodzajami cząstek.

To zadanie spełnia bozon Higgsa,

to jest zadanie tych dwóch dolnych rzędów.

Uwazamy, że zależnie od tego, jak różne rodzaje kwarków,

elektronów czy mionów,

łączą się z polem Higgsa i z bozonami Higgsa,

tak otrzymują różne masy.

Symetria pomiędzy tymi cząstkami zostaje złamana.