بوزن هیگز چیست

جان الیس - فیزیکدان نظریی- پیش از کنفرانس خبری ال اچ سی ۲۰۱۲ درباره ی جستجوی ذره ی هیگز در تاریخ چهارم ژولای ۲۰۱۰ به این سوال پاسخ می دهد که بوزون هیگز چیست. برای اطلاع بیشتر به سایت سرن نگاه کنید http://cern.ch/press/PressReleases/Releases2012/PR16.12E.html

[فیلم بدون زیر نویس هم چنین در این سایت هست https://cdsweb.cern.ch/record/1458922]

بوزن هیگز چیست؟

از سال ۱۳۴۳ شمشی ما این ایده را که توسط هیگز بروت و آنگلت ارایه شد داریم که فضای خالی مانند یک محیط هست

وقتی ذرات از آن عبور می کنند.

بعضی از ذرات با آن برهم کنش می کنند و بعضی برهمکنشی نمی کنند

آنهایی که با آن برهمکنش می کنند جرم به دست می آورند

و آنهایی که از آن بدون برهمکنشی عبور می کنند جرمی به دست نمی آورندو ذرات بی جرم می مانند.

بگذارید یک مثال به شما بگویم.

یک میدان بزرگ برفی را در نظر بگیرید.

که در کل فضا گسترش یافته است.

صاف و بدون هیچ خصوصیتی

پخش شده در همه ی جهتها

مثلا در وسط سیبری

حالا در نظر بگیرید که شما می خواهید از این میدان برفی رد شوید

اگر شما اسکی باز باشید

و شما بر روی سطح برفی اسکی کنید شما مانند یک ذره خواهید بود که با میدان هیگز برهم کنشی ندارد

در برفها فرو نمی رود. خیلی سریع حرکت می کند.

این مانند یک ذره ی بدون جرم خواهد بود که با سرعت نور حرکت می کند.

شاید شما کفش راه رفتن روی برف داشته باشید. در این صورت کمی در برفها فرو می روید.

و شما سرعت کمتری نسبت به شخصی اسکی کننده خواهید داشت. سرعت شما کمتر از سرعت نور خواهد بود

این مانند یک ذره ی جرم دار است. برای این که شما با ذره ی هیگز برهم نهی دارید و با آن برهمکنش می کنید.

و اگر شما بدون پوتین باشید خیلی زیاد در برف فرو می روید. و شما خیلی خیلی آرام راه خواهید رفت این مانند یک ذره ی با جرم خیلی زیاد خواهد بود.

بنابراین تصور کنید ذره ی هیگز مانند این میدان خیلی بزرگ برف هست.

حالا ذره ی هیگز از کجا می یاد؟

ما همگی می دانیم برف از چه ساخته شده است. درسته؟

از دانه های برف ساخته شده است. به همین صورت میدان سراسری هیگز از دانه های کوچکی ساخته شده است. این دانه های کوچک مانند دانه های برف هستند و ما آن را ذرات هیگز می گوییم.

ذره هیگز وظیفه دارد که جرم به ذرات بنیادی دیگر بدهد.

اگر شما به نظریه استاندارد ذرات بنیادی که روی تی شرت من نوشته شده است نگاهی بی اندازید

خیلی متقارن هست. تمام ذرات به یک صورت ظاهر شده اند. دست کم در دو خط بالایی هیچ چیزی وجود ندارد که تمایزی بین ذرات با جرمهای متفاوت ایجاد کند.

این تقارن باید شکسته شود.

الکترون سبکتر از میون هست. میون سبکتر از کوارکهایی هست که هسته های اتم را می سازد.

بنابراین دو خط بالایی, دو خطی که متقارن هستند نمی توانند همه چیز باشند. چیزی باید وجود داشته باشد تا تمایزی بین ذرات ایجاد کند.

و این وظیفه ی هیگز هست. وظیفه ی دو خط پایینی

بسته به این که گونه های مختلف کوارک یا الکترون یا میون چگونه با ذره ی هیگز ارتباط دارند ما باور داریم جرمهای مختلف می گیرند.

تقارن بین ذرات شکسته شده است.