อนุภาคฮิกส์ที่น่าอับอายมีงานหนัก: มันให้อนุภาคระดับประถมศึกษาอื่น ๆ ทั้งหมด หากไม่มีมันพวกเขา-เรา-จะซิปไปรอบ ๆ ด้วยความเร็วของแสงและเท้าปล่อยให้เกิดอะตอมมากเกินไป แต่ฮิกส์ทำได้อย่างไร?
แทนสมการนักฟิสิกส์มักจะอธิบายกระบวนการในแง่ของกีฬาและน้ำเชื่อม
อย่างแรกคืออนุภาคระดับประถมแต่ละตัวได้รับชุดคุณลักษณะที่ไม่ซ้ำกันโดยการโต้ตอบกับเอนทิตีที่มองไม่เห็นที่เรียกว่าฟิลด์ เช่นเดียวกับสนามฟุตบอลสิ่งเหล่านี้เป็นช่วงใหญ่ที่บุคคล (ไม่ว่าจะเป็นอิเล็กตรอนหรือวิ่งกลับ) รีบไปทางนี้และบางครั้งก็ทุบตีด้วยกัน แต่แตกต่างจากสนามฟุตบอลสาขาฟิสิกส์เป็นสามมิติและขยายอย่างไม่สิ้นสุดในทุกทิศทาง-
หนึ่งในนั้นคือสนามแม่เหล็กไฟฟ้า (EM) - ชนิดที่คุณรู้สึกได้ใกล้กับเสาสีแดงและเงินแม่เหล็กบาร์แต่จริง ๆ แล้วมีอยู่ทุกที่ตลอดเวลา แต่ละอนุภาคมีปฏิสัมพันธ์กับสนาม EM ในลักษณะที่ขึ้นอยู่กับประจุไฟฟ้า ตัวอย่างเช่นอิเล็กตรอนที่มีค่าใช้จ่าย -1 มีแนวโน้มที่จะเคลื่อนที่ผ่านสนามไปยังปลายบวกของแม่เหล็กแท่งและเป็นก้อนร่วมกับโปรตอนที่มีประจุบวก
เช่นเดียวกับสนามกีฬาที่มีลูกบอลที่สอดคล้องกันแต่ละฟิสิกส์มีอนุภาคที่สอดคล้องกัน ตัวอย่างเช่นฟิลด์ EM นั้นเกี่ยวข้องกับโฟตอนหรืออนุภาคของแสง การโต้ตอบนี้มีสองวิธี: ประการแรกเมื่อสนาม EM คือ "ตื่นเต้น" หมายถึงพลังงานของมันจะพุ่งขึ้นในบางจุดที่วูบวาบคือตัวเองโฟตอน
ประการที่สองเมื่ออนุภาคโต้ตอบกับสนาม EM (ตัวอย่างเช่นเมื่อพวกเขาถูกดึงไปยังจุดสิ้นสุดที่มีประจุตรงข้ามของแม่เหล็ก) พวกเขาจะได้สัมผัสกับสนามโดยการดูดซับและเปล่งกระแสคงที่ของ "โฟตอนเสมือนจริง"-โฟตอนที่ปรากฏขึ้นในไม่ช้า
นอกจากนี้ยังมีสนามฮิกส์ มันให้มวลอนุภาค -คุณชั่งน้ำหนักอะตอมได้อย่างไร?-
ยกเว้นโฟตอนที่ไม่มี masless และกลูออน "อนุภาคระดับประถมทั้งหมดได้รับมวลของพวกเขาจากการโต้ตอบกับสนาม [Higgs] ชนิดของการ 'ชะลอตัวลง' โดยผ่านน้ำเชื่อมหนา" James Overduin นักฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัย Towson ในรัฐแมรี่แลนด์อธิบาย
อนุภาคบางชนิดมีเวลาที่ยากลำบากในการเดินผ่านสนาม Higgs น้ำเชื่อมกว่าอนุภาคอื่น ๆ และเป็นผลให้มันหนักกว่า อย่างไรก็ตามไม่มีใครรู้ว่าทำไมอนุภาคบางชนิดเช่นควาร์กที่มีความสมบูรณ์สูงมากมีสนามที่ถูกกีดกันจากสนามฮิกส์มากกว่าอนุภาคที่มีน้ำหนักเบาเช่นอิเล็กตรอนและนิวตริโน “ นักทฤษฎีได้ค้นหาวิธีที่จะทำนาย [อนุภาค] มวลชนจากหลักการแรกจริง ๆ แล้วยังไม่มีทฤษฎีที่น่าเชื่อถือได้เกิดขึ้น” จอห์น Gunion ผู้แต่ง“ คู่มือ Higgs Hunter” (หนังสือพื้นฐาน, 1990) และศาสตราจารย์วิชาฟิสิกส์ของมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียเดวิส -มี Higgs Bosons ในอวกาศหรือไม่?-
แต่นี่คือที่ที่อนุภาคฮิกส์เข้ามา: เช่นเดียวกับโฟตอนไกล่เกลี่ยปฏิสัมพันธ์กับสนาม EM และเป็นการกระตุ้นของสนาม EM อนุภาคฮิกส์เป็นสื่อกลางในการโต้ตอบกับสนามฮิกส์และเป็นการกระตุ้นของสนาม Higgs
อนุภาคยัดเยียดผ่านสนามฮิกส์โดยการแลกเปลี่ยนอนุภาคฮิกส์เสมือนจริงด้วย และพื้นผิวอนุภาคฮิกส์ตัวจริงเมื่อสนามตื่นเต้นเช่น slosh ของน้ำเชื่อม การตรวจจับ slosh (เช่นอนุภาค) เป็นวิธีที่นักฟิสิกส์สามารถมั่นใจได้ว่าน้ำเชื่อม (เช่นสนาม) มีอยู่ “ คุณต้องได้รับพลังงานมากพอที่จะทำให้สนามตื่นเต้นเพื่อให้ดูเหมือนว่าเป็นอนุภาคของเรามิฉะนั้นเราไม่รู้ว่าสนามอยู่ที่นั่น” Craig Blocker นักฟิสิกส์ Higgs-Hunting ที่ Brandeis University บอกกับความลึกลับเล็ก ๆ น้อย ๆ ของชีวิต
แต่เนื่องจากอนุภาคฮิกส์นั้นมีพลังงานสูงมาก (หรือเทียบเท่าหนักมาก) จึงเป็นเรื่องยากที่จะกระตุ้นสนามฮิกส์ให้มากพอที่จะสร้าง นั่นคือที่ที่ Hadron Collider ขนาดใหญ่เข้ามา: โดยการทุบโปรตอนความเร็วสูงด้วยกันมันสร้างน้ำผลไม้ได้เพียงพอที่จะ slosh สนามน้ำเชื่อม Higgs รอบ ๆ และอีกครั้งผลิต Higgs bosons
ติดตาม Natalie Wolchover บน Twitter @ผู้ที่ได้รับการขนานนาม- ติดตามความลึกลับเล็ก ๆ น้อย ๆ ของชีวิตบน Twitter @llmysteries- เรายังอยู่ด้วยFacebook-Google+-
