V-ati intrebat vreodata de ce corpurile au masa? De ce exista particule fara masa, precum fotonii sau neutrinii, iar altele au masa? Si poate cel mai important, cum ajung acestea din urma sa aiba masa? La aceasta intrebare incearca sa raspunda „Mecanismul Higgs”.
In 1964, Peter Higgs a trimis articolul despre Mecanismul Higgs spre publicare la o revista de fizica, insa a fost refuzat. Peter Higgs este cel care a presupus ca ar exista o particula – numita azi bozon sau particula Higgs – care ar inzestra cu masa toate celelalte particule. Un fel de… particula creatoare. Teoria sa s-a potrivit cu teoriile si modelele existente, insa mai era nevoie de ceva: trebuia observata si descoperita experimental.
Materia reprezinta tot ceea ce ne inconjoara, cea din care suntem alcatuiti si noi. Din punct de vedere al fizicii, ea este sub forma de substanta sau camp. Din punct de vedere filozofic, materia este realitatea obiectiva pe care o percepem cu ajutorul organelor de simt.
Masa, necesarul de spatiu, structura interna si energia termica interna a materiei, sunt cateva trasaturi caracteristice ce definesc materia. Ea este compusa din atomi, care se grupeaza formand molecule, iar atomii sunt la randul lor alcatuiti din protoni, neutroni si electroni.
Momentul numit Big Bang a fost cel care a dat nastere materiei, spatiului si timpului.
Imediat dupa Big Bang a urmat era Hadron, unde cele patru dimensiuni s-au expandat. In era Lepton – care a atins perioada de o secunda dupa explozia initiala – s-au format electronii, iar mai apoi, s-a format tritium-ul, deuterium-ul si hidrogenul. Abia dupa un milion de ani de la marea explozie a inceput era de astazi a materiei, unde din norii de hidrogen s-au format galaxii, stele, iar prin fuzionarea atomilor de hidrogen a luat nastere helium-ul, ca si alte elemente chimice, pana la carbon si fier.
Mecanismul Higgs
Mecanismul Higgs spune ca gasim peste tot un camp numit Higgs, aparut la cateva momente dupa Big Bang. Particulele Higgs – daca apar – o fac pentru intervale foarte mici de timp inainte de a se descompune in fotoni (energie). Unele particule s-au cuplat cu acest camp si au obtinut masa. Interactiunea dintre particule este mediata de un anumit tip de particule, si in acelasi mod, campul Higgs are mediatorul sau: bozonul Higgs.
Prin experimente, s-a observat ca unele particule au masa, iar altele au masa 0. Va puteti imagina campul Higgs ca o substanta care „impregneaza” Universul (vom numi acest lucru „camp”). Cand o particula se misca prin acest camp, va interactiona cu el, cauzand o intarziere in miscarea particulei. Nu se produce o frecare, deoarece prin frecare se pierde energie, iar aici nu, dar se introduce o proprietate numita „inertie”, adica rezistenta la deplasare. Chiar daca particula nu are initial masa, interactia cu acest camp Higgs o face sa se comporte ca si cum ar avea.
Mecanismul Higgs este cel mai plauzibil si acceptat in lumea stiintifica, insa nu este singurul ce incearca sa raspunda la intrebarea: „de ce materia are masa?”
Supersimetria
Supersimetria difera de teoria Higgs din numeroase motive, dar cea mai importanta este ca necesita cinci particule Higgs diferite precum si multe alte particule nedescoperite inca.
Supersimetria este o simetrie ce leaga particulele elementare de un spin de alte particule care au spinul diferit cu 1/2 . Aceste particule fiind cunoscute drept superparteneri. Pentru fiecare tip de bozoni exista un fermion specific cu aceeasi masa si numere cuantice interne, fiind diferit doar de spin, si vice-versa. De exemplu, superpartenerul electronului (fermion) este selectronul (bozonul). Insa supersimetria dintre boson si fermion nu a fost observata pana acum in experimentele efectuate.
Un punct in minus pentru supersimetrie este faptul ca necesita prea multe particule noi si mai ales, inca nu au fost observate.
Ipoteza Tehnicolor
O alta teorie interesanta, mai putin cunoscuta dar si simpla, care incearca sa raspunda la intrebarea „de ce materia are masa” se numeste „Tehnicolor”. Difera de supersimetrie din mai multe puncte de vedere. Are doar doua particule, numite tehniparticule (sau tehniquarci) care sunt legate impreuna de o forta noua numita Tehnicolor. Un lucru bun este ca nu are nevoie de numeroase particule noi nedescoperite inca.
In loc sa introduca bozonul Higgs, modelul foloseste interactiunea slaba pentru a genera masa pentru bozonii W si Z prin dinamica unor alte interactiuni.
Mai multe despre teoria Tehnicolor gasiti aici: Wikipedia)
Experimentele de la Large Hadron Collider vor face noi descoperiri cu privire la mecanismul responsabil pentru aparitia materiei si vor raspunde la intrebarea noastra, de ce unele particule au masa?
Va urma…
slabe explicatii… „supersimetria este o simetrie”… cel putin hilar..
Presupunand ca ai habar despre ce vorbesti…
„Modern theoretical physics is rooted in the study of symmetry, that is, the study of the transformations we can perform on a system and get „the same physics”. The central concepts of freshman physics, those of conservation of energy and linear and angular momentum, we find arise from the invariance of physical law under time and space translation and spatial rotation, respectively. The particle content of the Standard Model is defined by the symmetry group SU(3) x SU(2) x U(1). The purpose of this page is to present my lecture on a new, speculative symmetry that has gained a very prominent and fashionble status among possible new physics to be sought out at the LHC. This is supersymmetry(„SUSY”): a fundamental symmetry in nature between bosons and fermions, and what I set out to accomplish is to present how it works, its mathematical foundations and why it is so important. ”
http://www.pha.jhu.edu/~gbruhn/IntroSUSY.html
hmm daca materia stie toata lumea ce este atunci antimateria ce este?
opusul antimateriei,una fara alta nu pot exista, informatia este codul care creaza armonia universului dintre materie si antimaterie
„Momentul numit Big Bang a fost cel care a dat nastere materiei, spatiului si timpului.
Imediat dupa Big Bang a urmat era Hadron, unde cele patru dimensiuni s-au expandat.”
Intrebari:
1. „momentul” de care zici este un timp de dinainte de aparitia timpului?
2. „big-bang”-ul de ce/cine a fost initiat si ce anume a explodat?
3. cine si cum a masurat „era” de o secunda de care zici (Lepton)?
4. dar era cealalta (Hadron), cat a durat?… Zici ca si asta a urmat dupa Big-bang? nu am inteles daca a fost prima sau a doua dupa Lepton?…
campul Higgs… poti fi mai clar te rog?
Masa este ca orice marime fizica o masura a miscarii. Este masura interactiunii structurilor dinamice ale substantei cu spatiul. Este masura inertiei substantei adica masura ancorarii substantei in spatiu, pe nivelul de miscare. Si este masura efectului fizic pe care il produce in spatiul din vecinatatea substantei. Masa este data de produsul volum ori densitate (m=V*ro). Volumul V este geometrie este abstractiune este metafizic. Adica nu produce nici-un efect fizic real. Esenta fizica a masei este data de densitatea (ro). Densitatea este aceea care creaza campul gravific si inertia maselor si poarta energia gigantica de repaus a masei. Masa gravifica a unui corp cosmic se poate calcula si cu formula lui Gauss, care face integrarea campului gravific pe suprafata sferica inchisa care contine substanta generatoare a campului gravific. In formula lui Gauss se pune permitivitatea gravifica=1/4*pi*G, intensitatea campului gravific al corpului egala cu acceleratia gravifica normala la suprafata corpului g si suprafata sferei de raza corpului. Aceeasi masa se gaseste si daca se face produsul intre volumul sferei de raza corpului si densitatea medie a corpului. Ca dovada a egalitatii perfecte intre masa gravifica si masa inerta.