Co zmienia odkrycie bozonu Higgsa w lipcu 2012 r.? Model Standardowy nie jest ostateczną teorią opisu struktury materii. Fizycy są tego pewni, dlatego od dawna trwają prace teoretyczne nad jego rozszerzeniem i uogólnieniem.

Wczoraj naukowcy z Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych CERN w Genewie ogłosili, że zaobserwowali cząstkę, która może być poszukiwanym od przeszło pół wieku bozonem Higgsa. Tzw. „boska cząstka” jest ostatnim elementem teorii, która wyjaśnia istnienie wszechświata - a dokładniej powstawanie masy. Naukowcy jeszcze nigdy nie byli tak blisko zrozumienia i potwierdzenia hipotez na temat otaczającej nas rzeczywistości. To przełom, który może doprowadzić do wyjaśnienia, jak powstała ludzkość.

Eksperyment, nad którym pracują zespoły naukowców z całego świata prowadzony jest w Wielkim Zderzaczu Hadronów wybudowanym na terenie Genewy. Ma on 27 km długości i znajduje się pod ziemią.

Co to jest Bozon Higgsa:

Bozon Higgsa jest manifestacją pewnego pola kwantowego, obecnego w każdym punkcie Wszechświata i odpowiedzialnego za to, że cząstki elementarne mają masy. Odkrycie higgsa to potwierdzenie istnienia w przyrodzie, na jej najbardziej fundamentalnym poziomie, nowego mechanizmu. Dla rozwoju fizyki bardziej istotny jest jednak fakt, że własności cząstki Higgsa pozwolą odrzucić wiele zaproponowanych sposobów rozszerzenia Modelu Standardowego. Tak jak kanion wytycza kierunek, w którym biegnie nurt rzeki, tak bozon Higgsa wskazuje teraz drogę ku nowej fizyce.

Bozon Higgsa jest ostatnim elementem teorii Modelu Standardowego – czyli najbardziej precyzyjnej teorii rozwoju wszechświata, jaką się udało stworzyć i w dużym stopniu potwierdzić. Opracował ją w latach 60. zespół naukowców na czele z Peterem Higgsem. Fizycy z CERN zajmują się dowodzeniem, że opis ten jest precyzyjny. Jedyną rzeczą, która do tej pory nie jest oczywista, to sam mechanizm Higgsa. Wraz z ogłoszonym wczoraj odkryciem, można stwierdzić, że teoria zgadza się z dokładnością do dziesięciu cyfr znaczących. Laikom można to zobrazować w ten sposób: „Gdybyśmy chcieli określić liczbę ludzi na ziemi, to moglibyśmy to zrobić z dokładnością do siedmiu cyfr znaczących",

Wszechświat jak zupa

Według naukowców w pierwszej miliardowej części sekundy po Wielkim Wybuchu Wszechświat był gigantyczną zupą cząsteczek pędzących z prędkością światła i nie posiadających masy. Zyskały ją dzięki interakcji z polem Higgsa, co w efekcie doprowadziło do powstania obecnego kształtu Wszechświata.

Pole Higgsa to teoretyczne istniejące niewidzialne pole energetyczne przenikające cały kosmos. Na niektóre cząstki, np. fotony tworzące światło, pole Higgsa nie działa i dlatego nie mają one żadnej masy. Ale są też takie, które je przyciągają.

Pole Higgsa jak paparazzi

Można to wytłumaczyć na przykładzie sceny z udziałem znanego gwiazdora, np. George'a Clooneya. Kiedy aktor (cząsteczka, np. atom) pojawia się na ulicy, szybko otacza go grupa paparazzich (pole Higgsa). Skupiają się wokół Clooneya nadając mu masę, natomiast takie zainteresowanie nie spotka innych, zwykłych śmiertelników na tej samej ulicy (fotonów).

Popularność aktora, jego wagę w Hollywood, można oceniać m.in. obserwując, jak bardzo jest popularny wśród paparazzi. Podobnie w świecie cząstek elementarnych - im większa interakcja z polem Higgsa, tym większa ich masa

Jak Polacy przyczynili się do odkrycia „boskiej cząstki”?

Polska jako jeden z wielu krajów bierze udział w projekcie CERN. Warszawska grupa eksperymentu CMS obejmuje naukowców z Wydziałów Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego i Politechniki Warszawskiej oraz Narodowego Centrum Badań Jądrowych z siedzibą w Świerku. Polacy mają duży wkład w badania – jeden z podsystemów detektora Wielkiego Zderzacza Hadronów został opracowany i zbudowany w Warszawie.

Liczy się tylko kilka zderzeń z biliona

Kluczem do osiągnięcia tego jest właśnie znalezienie bozonu. W poszukiwaniach naukowcy korzystają z Wielkiego Zderzacza Hadronów, który pozwala dokonywać kolizji cząsteczek rozpędzonych niemal do prędkości światła, a przez to odtworzyć warunki, jakie panowały w pierwszej sekundzie po Wielkim Wybuchu.

Zbliżą się do "teorii wszystkiego"?

Model opisuje 12 elementarnych cząstek, którymi rządzą cztery podstawowe siły. Ta teoria obejmuje jednak tylko niewielką część Wszechświata. Wciąż istnieją zjawiska, których nie możemy obserwować i w pełni zrozumieć.

------------------------------------------------------------------------------------------------------

Przypominam, że ostatnio dość często przejawia się teoria "wieloświata". Czyli odrębnych Wszechświatów. Według tej teorii nie jesteśmy w jednym Wszechświecie, lecz spadliśmy do kolejki wielu innych takich będących obok siebie.
Obserwacje przyciągania materii do "krawędzi Wszechświata" były prawdopodobnie podstawą tejże teorii.

Wyobraźmy sobie, że nasz Wszechświat zamknięty jest w bańce, która „unosi się” wśród innych baniek, w których zamknięte są inne wszechświaty. W każdym z tych uniwersów panują odmienne warunki fizyczne, w niektórych takie, które nie sprzyjają życiu, jakie znamy. Cały ten zbiór zamknięty jest w jeszcze większej strukturze, nazwanej Wieloświatem. Między bańkami czasem dochodzi do kolizji i w ten sposób Wieloświat pozostawia ślady swojego istnienia.



Ilustracja przedstawia różne efekty kolizji wszechświatów w trakcie przebiegu komputerowej analizy. Kolizja (góra-lewo), wpływa na rozkład temperatur mikrofalowego promieniowania tła (góra-prawo). Odcisk towarzyszący kolizji jest identyfikowany jako wielkie wgłębienie (dół-lewo), następnie obecność krawędzi wgłębienia jest podkreślana przez odpowiedni algorytm (dół-prawo). Model jak i selekcja poszczególnych kandydatów na odciski po kolizjach wszechświatów, zostają jeszcze poddane estymacji bayesowskiej.

Naukowcy akcentują, że pierwsze wyniki przeglądu mapy mikrofalowego promieniowania tła mogą być fałszywe, ale na zbadanie oczekują jeszcze dane zebrane przez europejskie obserwatorium kosmiczne Planck.


Jeśli ktoś chce o tym porozmawiać, to serdecznie zapraszam do dyskusji.

Wszelkiej maści duchowni i inni nawiedzeni,stwierdzą,że jest to Bóg.
Zapomnieć z pewnością raczą,że religia w tym katolicka,nigdy nie była za badaniami naukowymi.Wręcz przeciwnie.Kwestionowano np.że Ziemia jest kulą i że nie jest środkiem Wszechświata.

Na tym tle dziwnie wygląda fakt,że np.Watykan ma obserwatorium astronomiczne.

Temat chyba zbyt naukowy i "ciężki".Zresztą Stalowy chyba juz napisałeś wszystko co zrozumieć może przeciętny "opornik"dla cząstek Higgsa.

Jestem nieuleczalnym zapaleńcem takich tematów (astronomia, fizyka kwantowa) i wszystko co z tym związane najbardziej chyba mnie uskrzydla, lubię nad tym także długo rozmyślać patrząc w Księżyc.....w gwiazdy...tylko pomyśleć o mgławicach, galaktykach, planetach, czarnych dziurach i ich horyzoncie zdarzeń i wszelkich teoriach na ten temat, o kwazarach.....

To jest temat piękny, wspaniały, niewyczerpany, nieskończony i zawsze można zadać kolejne pytania, wysnuć nowe teorie. Na razie niestety więcej mamy pytań niż odpowiedzi.

Byłem ciekaw opinii innych na ten temat...to kolejne (czyżby już teraz rewolucyjne) rodziały jakie pisze życie w swojej księdze.


Mam mieszane uczucia, naukowcy zamiast przerzucać (licytować) się coraz to nowszymi i bardziej śmiałymi teoriami, powinni połączyć siły w imię nauki. No ale z drugiej jednak strony im więcej teorii tym większe prawdopodobieństwo trafienia w tę właściwą - zgodną z rzeczywistością.

Higgs przy swojej teorii obstawał kilkadziesiąt lat i pracował równie długo i to się opłaciło. Nie krył wzruszenia przy ogłaszaniu wyników. Takich umysłów nam trzeba, takich tematów rozwojowych warto się trzymać i patrzeć w przyszłość, a nie w przeszłość, bo w niej już nic nie zmienimy, a na przyszłość mamy wciąż wpływ.

W jednym się z pewnością pomyliłeś:

Około 200 - 250 mln lat wstecz wyginęło ponad 90% wszelkich form życia na Ziemi. Zostało niewiele, głównie glonów w morzu i tych, które żyły głównie pod ziemią. Z całą więc pewnością mamy jakichś szczurowato - kretowatych potomków, którym udało się przetrwać. Poza tym na początku był Chaos. Tolka tawariszcz God prechażałsa ulicami Moskwy.

Dawne kataklizmy wyeliminowały głównie większe formy życia pozwalając na rozwinięcie się tym mniejszym.

Ogólnie nie tylko o ludzkość chodzi ale o wszystko, o całą materię, myślę, że głównie o tę ciemną materię i energię, której nie można zmierzyć, zważyć, zobaczyć ani poczuć. Nie wiem na ile ma to coś wspólnego z polem Higgsa, ale jest chyba jakieś powiązanie.

Pozostają tajemnicą, choć uważa się, że to właśnie one stanowią 96 proc. masy i energii kosmosu.


Teoria Modelu Standardowego to jest niezwykle udana teoria, która wyjaśnia bardzo wiele rzeczy na poziomie materii.
Wyjaśnia, natomiast wiadomo, że trzeba ją uzupełnić, ponieważ Model Standardowy w ogóle nie tłumaczy czegoś co występuje we Wszechświecie nagminnie, mianowicie czarnej materii, tego tam nie ma, a więc trzeba to uzupełnić, nawet złapanie bozonu Higgsa, choć to bardzo wielka rzecz i ważna informacja - nie wyjaśnia wszystkiego. Potrzebne są dalsze prace, analizy i eksperymenty.



Potwierdzenie Modelu albo jego niewielka modyfikacja może przybliżyć fizyków do zdobycia "świętego Graala" ich dziedziny, czyli tzw. teorii wszystkiego, obejmującej również zagadnienia ciemnej materii czy grawitację, której Model Standardowy również nie tłumaczy. Mogłaby ona też rzucić światło na jeszcze bardziej śmiałe idee, jak możliwość istnienia światów równoległych.

Te badania to jednak żmudna i długotrwała praca. Wymaga przeanalizowania prze komputery gigantycznej ilości danych z biliona kolizji, z czego jedynie kilka może potwierdzić istnienie cząstki Higgsa.

Naukowcy założyli, że zyskają pewność co do odkrycia bozonu wtedy, gdy osiągną próg, który nazwali "5 sigma". Oznacza to, że prawdopodobieństwo, że ich wnioski uzyskane z danych pochodzących od Zderzacza będą wynikiem błędu statystycznego, musi być mniejsze niż jeden do miliona.


----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Kiedyś natknąłem się na takie pytanie:


Umówmy się, że naukowiec stworzył portal, w którym widzi siebie sprzed minuty. Bierze broń i strzela w kierunku swojego sobowtóra. Wówczas kto załaduje broń jeśli naukowiec sprzed minuty zginie ?

Choć tłumaczono, że nie byłoby to możliwe, gdyż to jest coś na zasadzie sprzężenia zwrotnego, to jak dźwięk z głośników na koncercie dostający się znów do mikrofonu i znów ulega wzmocnieniu przez wzmacniacz i tak w kółko. Nie wiem chyba chodzi o to, że to zbyt krótki okres czasu - wspomniana minuta.