ذرات هیگز

مدیران انجمن: javad123javad, parse

ارسال پست
amineamini

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۹/۱۸ - ۱۴:۱۹


پست: 11



جنسیت:

ذرات هیگز

پست توسط amineamini »

ذرات هیگز چیست؟

عبدالرضا علي پور

نام: عبدالرضا علي پور

محل اقامت: بوشهر

عضویت : شنبه ۱۳۹۴/۷/۱۸ - ۰۰:۲۷


پست: 823

سپاس: 123

جنسیت:

Re: ذرات هیگز

پست توسط عبدالرضا علي پور »

amineamini نوشته شده:
دوشنبه ۱۳۹۹/۱۰/۱ - ۱۴:۳۲
ذرات هیگز چیست؟
از نگاه نظریه کوانتومی، میدان هیگز در واقع ماحصل انبوهی از ذراتی است که مستمرا در کل گستره خلاء کیهانی از انرژی پایه خلاء آفریده شده و لحظه ای بعد از بین می رود. این ذرات که در حال جوشش دائمی از دل خلاء کیهانی هستند و با حضور خود در تمامی پهنه کیهان، میدان هیگز را تشکیل می دهند. ( به تعبیری می توان این ذرات را به ذرات تشکیل دهنده اقیانوس کیهانی میدان هیگز تشبیه کرد). بدین ترتیب براساس نظریه میدان کوانتومی می توان گفت که گستره خلاء کیهانی همیشه مملو از ذرات هیگز است. بنابراین هر ذره بنیادی در مسیر حرکت خود در فضا عملا باید از میان انبوهی از ذرات هیگز عبور کند.
چنانچه ذره ای برهم کنش بسیار ضعیفی با ذرات هیگز داشته باشد، به سادگی از میان آنها عبور خواهد کرد، گویی تقریبا جرمی ندارد. اما ذراتی که برهم کنش شدیدی با ذرات هیگز دراند، به سختی از میان انبوه این ذرات عبور می کنند و همین مساله سبب می شود به گونه ای رفتار کنند که گویی لختی یا جرم زیادی دارند.

بر این اساس می توان گفت تمامی ذرات بنیادی در لحظه بیگ بنگ بدون جرم بوده اند. اما پس از کسر بسیار کوچکی از ثانیه – یعنی تقریبا یکصد میلیاردیم ثانیه – بعد از بیگ بنگ، ذرات هیگز از انرژی بیگ بنگ پدید آمده و کل جهان را پر کردند و بدین ترتیب ناگهان برخی از ذرات بنیادی به واسطه بر هم کنش با آنها جرم دار شدند. ضمنا از آنجایی که ذرات هیگز با خودشان هم برهم کنش می کنند؛ بنابراین آنها هم به نوبه خود جرم دارند. به این ترتیب پیتر هیگز با محاسبه جرم و سایر ویژگی های کوانتومی ذره هیگز ( ویژگی های نظیر عدد اسپین کوانتومی ، حالت ها و احتمالات واپاشی به سایر ذرات و … ) توانست یک راهکار عملی و تجربی برای کشف میدان هیگز در پیش راه فیزیکدان ها قرار دهد و آن، پیدا کردن ذره ای پیش بینی شده برای کوانتوم میدان هیگز بود.

(برگرفته از سایت بیگ بنگ)

نمایه کاربر
rohamjpl

نام: roham hesami

محل اقامت: Tehran -Qeytariyeh, Ketabi Street, 8 meters from Saba

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 734

سپاس: 434

جنسیت:

تماس:

Re: ذرات هیگز

پست توسط rohamjpl »

بوزون هیگزHiggs boson معروف به ذرّهٔ خدا، یک ذره بنیادی اولیه دارای جرم است. مشاهده تجربی این ذره باعث شد دانشمندان بتوانند دربارهٔ چگونگی جرم‌دار شدن ماده توسط ذرات بنیادی بدون جرم دیگر، توضیح دهند. به‌طور خاص، بوزون هیگز، می‌تواند دلایلی برای تفاوت‌های بین فوتون که بدون جرم است و بوزون‌های W و Z که نسبتاً پرجرم هستند، ارائه کند. جرم ذرات بنیادی، تفاوت‌های بین الکترومغناطیس (که توسط فوتون‌ها ایجاد می‌شود) و نیروی هسته‌ای ضعیف (که توسط بوزون‌های W و Z ایجاد می‌شود) در ساختار میکروسکوپیک (و به‌طبع ماکروسکوپیک) ماده مؤثر هستند؛ بنابراین، بوزون هیگز یک مؤلفه بسیار مهم در دنیای ماده استبوزون هیگز یک ذره ابتدایی در مدل استاندارد فیزیک ذرات است. این تحریک کوانتومی میدان هیگز است ،
در مدل استاندارد ، ذره هیگز یک بوزون است که هیچ چرخش ، بار الکتریکی یا بار رنگی ندارد. همچنین بسیار ناپایدار است و تقریباً بلافاصله در ذرات دیگر تجزیه می شود. این یک تحریک کوانتومی از یکی از چهار م componentsلفه میدان هیگز است. دومی یک میدان اسکالر ، با دو جز with خنثی و دو بار الکتریکی تشکیل می دهد که یک دوبل پیچیده از تقارن ایزوپین ضعیف SU (2) را تشکیل می دهد. میدان هیگز تاکیونیک است ، که به سرعت های بالاتر از نور اشاره نمی کند ، اما به این معنی است که شکست تقارن از طریق چگالش یک ذره باید تحت شرایط خاص رخ دهد. میدان هیگز دارای پتانسیل شکل "کلاه مکزیکی" با قدرت غیر صفر در همه جا (از جمله فضای خالی در غیر این صورت) است ، که در حالت خلاuum تقارن ضعیف ایزواسپین برهم کنش الکتریکی ضعیف را می شکند. وقتی این اتفاق می افتد ، سه components میدان هیگز توسط بوزون های سنج SU (2) و U (1) "جذب" می شوند (مكانیسم هیگز) تا به اجزای طولی بوزون های W و Z در حال حاضر عظیم تبدیل شوند نیروی ضعیف م component خنثی الکتریکی باقیمانده یا به صورت ذره هیگز ظاهر می شود ، یا می تواند به طور جداگانه با ذرات دیگر معروف به فرمیون (از طریق اتصال یوکاوا) جفت شود و باعث شود این جرم نیز بدست آورد. برخی از نسخه های نظریه بیش از یک نوع میدان هیگز و بوزون را پیش بینی کرده است. اگر بوزون هیگز کشف نمی شد ، ممکن است مدلهای جایگزین "Higgsless" در نظر گرفته شده باشند.
براساس نظریه هیگز، کل جهان ما را میدان هیگز فرا گرفته است. برای این‌که تصوری از میدان داشته باشید، میدان آشناتر الکترومغناطیس را در نظر بگیرید. همه شما احتمالا این آزمایش معروف را یا انجام داده‌اید یا دیده‌اید که یک آهن‌ربا را زیر یک کاغذ می‌گذاریم، روی کاغذ براده‌های آهن می‌ریزیم و می‌بینیم که این براده‌ها در مسیرهای مشخصی که خطوط میدان مغناطیسی هستند، قرار می‌گیرند. در واقع آهن‌ربا یک میدان مغناطیسی دارد که بر موادی که خاصیت فلزی دارند تاثیر می‌گذارد.
براساس نظریه هیگز، مهم نیست اطراف یک جرم باشید یا جایی که فکر می‌کنید خلأ است؛ همه جا میدان هیگز وجود دارد. اگر می‌خواهید تصور بهتری از نوع حضور این میدان داشته باشید، یک آکواریوم را تصور کنید که پر از آب است. برای ماهی‌ای که درون این آکواریوم است شاید بقیه فضای آکواریوم خالی به نظر آید، اما می‌دانیم که مملو از ماده‌ای به نام آب است که این آب عمدتا از ماده‌ای به نام مولکول آب یا H2O تشکیل شده است. میدان هیگز هم به همین ترتیب همه جا را در بر گرفته، ولی به جای مولکول‌های آب از ذره‌ای بنیادی به نام بوزون هیگز تشکیل شده است. این ذره بنیادی جرم مشخصی دارد و نسبتا ذره سنگینی به شمار می‌رود، اما مهم‌تر از جرم خودش این ویژگی مهم را دارد که با ذرات بنیادی دیگر اطراف خودش واکنش نشان می‌دهد. مثل ذرات براده آهن که در میدان مغناطیسی واکنش نشان می‌دادند و در مسیرهای مشخصی قرار می‌گرفتند هر ذره با این بوزون‌های هیگز در حال واکنش دادن است. آنچه ذره هیگز را مهم می‌کند، این است که بر اساس این نظریه، نوع و قدرت واکنش بوزون‌های هیگز با مواد و ذرات بنیادی اطرافش معلوم می‌کند که آن ذره چقدر جرم داشته باشد. یعنی جرم الکترون به دلیل قدرت واکنش الکترون‌ها با بوزون هیگز است. اگر فوتون تقریبا بدون جرم است به این دلیل است که واکنشش با بوزون‌های هیگز بسیار ضعیف است و در عوض الکترون واکنش قوی‌تری دارد.
از طرف دیگر چون بوزون‌های هیگز همه جای میدان هیگز قرار دارند و همه عالم را پر کرده‌اند (مانند آب درون آکواریوم) پس یک ذره مانند الکترون یا فوتون فارغ از این‌که کجای عالم قرار دارد، به‌طور دائمی در حال واکنش با بوزون هیگز است و در نتیجه جرم ثابتی دارد.
به این ترتیب در مدل استاندارد ذرات بنیادی بوزون‌های هیگز می‌توانند توضیح دهند که چرا هر ذره جرم مخصوص به خود را دارد. اما این ذره تا پیش از این، یک ذره نظری بود که هرگز در آزمایشگاه مشاهده نشده و تنها حاصل محاسبات ریاضیاتی بود. این ذرات را تنها می‌توان زمانی آشکار کرد که بتوانیم برخوردهای بزرگی را میان ذرات بنیادی ایجاد کنیم و در شرایط آشوبناک و آزاد شدن انرژی حاصل از برخورد، این شانس را به وجود بیاوریم که این ذره برای مدتی ظاهر شود و آن را آشکار کنیم. یکی از دلایل اصلی و هدف‌های علمی اولیه ساخت شتاب‌دهنده بزرگ‌هادرونی در مرکز تحقیقات سرن نیز تلاش برای آشکار کردن این ذره و تایید وجود آن بود. البته اگر تلاش سرن هم مانندتواترون در آزمایشگاه ملی فرمی به ثمر نمی‌رسید و بوزون هیگز پیدا نمی‌شد هم اتفاق مهمی در دنیای فیزیک محسوب می‌شد، چراکه صورت دانشمندان باید سراغ نظریات پیچیده تری برای توجیه جرم مواد بروند که به نام نظریات فارغ از هیگز معروف هستند.
تصویر

ارسال پست