История поиска подтверждений существования бозона Хиггса – теоретически предсказанной элементарной частицы, возникающей в Стандартной модели вследствие хиггсовского механизма, последнего недостающего элемента современной теории элементарных частиц.
Существует общепринятая теория того, как устроен мир на самых малых масштабах. О таких взаимодействиях иногда удобно говорить, как об обмене некими "объектами", для которых можно измерить скорость, массу, можно разогнать их или столкнуть друг с другом. Таких частиц в модели 12: 11 наблюдались ранее, а 12-я частица - бозон Хиггса придает остальным частицам массу. Актуальность темы реферата обусловлена все возрастающим интересом к открытию данной частицы, которая возможно позволит приоткрыть завесу тайн мироздания.Элементарная частица - собирательный термин, относящийся к микрообъектам, которые невозможно расщепить на составные части. Элементарные частицы делятся на следующие группы: Составные частицы: Адроны - частицы, участвующие во всех видах фундаментальных взаимодействий. К ним, в частности, относятся частицы, составляющие ядро атома, - протон и нейтрон. Фундаментальные (бесструктурные) частицы: · Лептоны - фермионы, которые имеют вид точечных частиц (т. е. не состоящих ни из чего).Бозоны, в отличие от фермионов, подчиняются статистике Бозе - Эйнштейна, которая допускает, чтобы в одном квантовом состоянии могло находиться неограниченное количество одинаковых частиц. Системы из многих бозонов описываются симметричными относительно перестановок частиц волновыми функциями. Кроме этого, к элементарным бозонам относят бозон Хиггса, ответственный за механизм появления масс в электрослабой теории, и не обнаруженный до настоящего времени гравитон (гравитационное взаимодействие). Калибровочные бозоны (фотон, глюон, W± и Z-бозоны) имеют единичный спин. Почти два десятилетия назад физик Национальной ускорительной лаборатории имени Энрико Ферми, нобелевский лауреат Леон Ледерман в своей книге в шутку назвал бозон Хиггса "частицей Бога", и это название, ко всеобщему неудовольствию физиков, намертво приклеилось к "неуловимому" бозону в заметках и сюжетах СМИ.Гигантский ускоритель частиц, Большой адронный коллайдер, самая большая машина на Земле, прослужит ученым еще не один год.Предполагалось, что вопрос о существовании бозона Хиггса прояснится окончательно после вступления в строй и нескольких лет работы Большого адронного коллайдера (LHC). Энрико Ферми, в ходе этой обработки была получена уточненная оценка массы, что привело к переоценке верхней границы массы бозона Хиггса до 251 ГЭВ. Вскоре было объявлено о том, что причиной расхождения могло стать существование не одного, а пяти бозонов Хиггса - в рамках теории суперсимметрии могут существовать заряженные положительно и отрицательно, скалярные (легкий и тяжелый) и псевдоскалярный бозоны. В июле 2011 года коллаборации ATLAS и CMS выявили отклонение статистики в районе массы 130-150 ГЭВ в результатах, представленных на конференции EPS-HEP’2011 в Гренобле, что возможно указывает на существование бозона Хиггса. 13 декабря 2011 года коллаборации ATLAS и CMS представили предварительные результаты обработки данных 2011 года, основной вывод состоит в том, что бозон Хиггса Стандартной модели, если он существует, скорее всего, имеет массу в интервале 116-130 ГЭВ по данным эксперимента ATLAS, и 115-127 ГЭВ - по данным CMS.Бозон Хиггса имеет множество уникальных свойств, позволившим получить ему еще одно название - частица Бога. Открытый квант обладает цветным и электрическими зарядами, а его спин по факту равняется нулю. К тому же, бозон полноценно участвует в гравитационных реакциях и склонен к распаду на пары из b-кварка и b-антикварка, фотонов, электронов и позитронов в сочетании с нейтрино. Помимо вышеперечисленных характеристик частица Хиггса способна распадаться на лептоны и W-бозоны. Время жизни еще не измерено, но поскольку сечение рождения наблюдаемой частицы близко к ожидаемому, то можно предположить и время жизни такой частицы близко к ожидаемому.Бозон Хиггса - теоретически предсказанная элементарная частица, элементарный бозон, с необходимостью возникающий в Стандартной модели вследствие хиггсовского механизма. Опыты по обнаружению бозона Хиггса дают обнадеживающие результаты, подтверждающие, что так называемая Стандартная модель, описывающая элементарные взаимодействия, происходящие во всей Вселенной, верна. Ученые предполагают, что через несколько десятилетий, благодаря открытию бозона Хиггса станет возможным создание любых форм материи и воспроизведение цепочки развития Вселенной.
План
Оглавление
Введение
1. Классификация элементарных частиц
1.1 Понятие бозона. Виды бозонов
1.2 Что такое бозон Хиггса и зачем он нужен?
1.3 Немного о Большом адронном коллайдере
2. Эксперименты по поиску бозона Хиггса
2.1 Некоторые свойства бозона Хиггса
2.2 Как бозон Хиггса изменит мир?
Заключение
Список используемой литературы
Введение
Существует общепринятая теория того, как устроен мир на самых малых масштабах. Это так называемая Стандартная модель. В ней есть несколько принципиально различных типов вещества, которые различными способами взаимодействуют друг с другом. О таких взаимодействиях иногда удобно говорить, как об обмене некими "объектами", для которых можно измерить скорость, массу, можно разогнать их или столкнуть друг с другом. Это частицы-переносчики. Таких частиц в модели 12: 11 наблюдались ранее, а 12-я частица - бозон Хиггса придает остальным частицам массу.
Актуальность темы реферата обусловлена все возрастающим интересом к открытию данной частицы, которая возможно позволит приоткрыть завесу тайн мироздания. Многие ученые считают, что в ближайшие десятилетия нас ждут революционные изменения в науке.
Основная цель моей работы - выяснить, что такое бозон Хиггса и какова его роль во взаимодействии частиц.
В соответствии с поставленной целью были обозначены следующие задачи: 1. Рассмотреть какое место бозон Хиггса занимает среди других элементарных частиц.
2. Выяснить какую роль играет бозон Хиггса в предложенной модели эволюции Вселенной.
3. Определить перспективы прикладного применения свойств бозона Хиггса.
Вывод
1. Бозон Хиггса - теоретически предсказанная элементарная частица, элементарный бозон, с необходимостью возникающий в Стандартной модели вследствие хиггсовского механизма. Это последний недостающий элемент современной теории элементарных частиц. Эта гипотетическая частица отвечает за массы всех других элементарных частиц.
2. Опыты по обнаружению бозона Хиггса дают обнадеживающие результаты, подтверждающие, что так называемая Стандартная модель, описывающая элементарные взаимодействия, происходящие во всей Вселенной, верна.
3. Ученые предполагают, что через несколько десятилетий, благодаря открытию бозона Хиггса станет возможным создание любых форм материи и воспроизведение цепочки развития Вселенной.
Современная наука не стоит на месте, а непрерывно и неуклонно развивается. Накопленные в сегодняшней физике и смежных с ней областях знания, позволили не только предсказать, но и, собственно говоря, совершить открытие бозона Хиггса. Но изучение его свойств и обозначение сфер применения добытых сведений находится лишь в начальной стадии. Поэтому современным физикам и астрономам еще предстоит много работы и экспериментов, связанных с исследованием этой основополагающей для Вселенной частицы.
Список литературы
1. Богуш А.А. Введение в калибровочную полевую теорию электрослабых взаимодействий. - 2-e изд. - УРСС, 2003. - ISBN 5-354-00436-5
