ΤΟ ΠΕΔΙΟ & ΤΟ ΣΩΜΑΤΙΔΙΟ ΤΟΥ HIGGS

Τι είναι το σωματίδιο του «Θεού»; Ονομάζεται σωματίδιο του Θεού, επειδή είναι ένα μυστήριο υποατομικό σωματίδιο που διαπερνά ολόκληρο το σύμπαν και εξηγεί με ποιο τρόπο απέκτησε μάζα οτιδήποτε υπάρχει στον Κόσμο. Το σωματίδιο αυτό έχει προβλεφθεί από τη θεωρία της ηλεκτρασθενούς συμμετρίας. Στη θεωρία αυτή, που έχει επιβεβαιωθεί πειραματικά, έχει ενοποιηθεί η ασθενής πυρηνική αλληλεπίδραση με την ηλεκτρομαγνητική αλληλεπίδραση, αλλά σε πολύ υψηλές ενέργειες

Το πεδίο Higgs είναι ένα πεδίο που βρίσκεται παντού στον χώρο αλλά έχει μέση κατάσταση κενού διάφορη του μηδενός. ( δεν είναι πραγματικά κενό αλλά καλύπτεται από το πεδίο Higgs). Τα στοιχειώδη σωματίδια καθώς ταξιδεύουν μέσα στο κενό συγκρούονται με τα σωματίδια Higgs. Το πεδίο Higgs προσδίδει μάζα με διαφορετικούς τρόπους στα σωματίδια, ανάλογα με το είδος του σωματιδίου. 1. φωτόνιο 2. γκλουόνιο 3. μποζόνιο W 4. μποζόνιο Z Όλα τα σωματίδια της ύλης που γνωρίζουμε αποκτούν μάζα μέσω της αλληλεπίδρασης τους με αυτό το πεδίο. Κι όσο περισσότερο αλληλεπιδρά ένα σωματίδιο με το πεδίο Higgs, τόσο μεγαλύτερη αντίσταση συναντά στην κίνηση του και κατά συνέπεια τόσο βαρύτερο είναι. Πεδίο & Μηχανισμός Higgs

Πώς αποκτά μάζα; Ο μηχανισμός βάσει του οποίου αποκτούν μάζα τα σωματίδια της ύλης προαπαιτεί την ύπαρξη ενός πεδίου - του πεδίου Higgs - το οποίο γίνεται αισθητό παντού ακόμα και στο κενό. Το πεδίο αυτό είναι υπεύθυνο για τη δημιουργία της μάζας των σωματιδίων μέσω της αλληλεπίδρασης του με αυτά. Η αλληλεπίδραση ενός σωματιδίου και του πεδίου Higgs προσφέρει ένα πλεόνασμα δυναμικής ενέργειας Higgs Ε στο σωματίδιο και αυτό αντιστοιχεί στη μάζα του σωματιδίου (με τη βοήθεια της εξίσωσης E = mc 2 ).

Παράδειγμα

Γιατί το σωματίδιο Higgs πρέπει να υπάρχει; Μια από τις μεγαλύτερες ανακαλύψεις του 20ού αιώνα είναι ότι αναγνωρίσαμε πως σε κάθε συμμετρία στη φύση αντιστοιχεί μια κάποια φυσική ποσότητα που διατηρείται. Πληροί όλο τον χωροχρόνο. Έχει μια μη μηδενική ενέργεια κενού. Η μάζα των σωματιδίων εξαρτάται από την ισχύ της σύζευξης τους. Η θεωρία πεδίου προβλέπει ότι αρκεί να επιλέξουμε μια κατάσταση κενού, αν υπάρχουν περισσότερες από μια, και η συμμετρία σπάει. Αυτό ονομάζεται αυθόρμητο σπάσιμο της συμμετρίας. Ο Higgs πήγε έπειτα για να δείξει ότι το αυθόρμητο σπάσιμο της συμμετρίας θα μπορούσε να εξηγήσει με ποιό τρόπο σωματίδια που ήταν ήδη γνωστά τότε μπορούσαν να αποκτήσουν τη μάζα τους.

CERN

Συμπεράσματα Επιτρέπει στους ειδικούς να βάζουν τάξη στο φαινομενικό χάος των διαφόρων σωματιδίων, ταξινομώντας τα ανάλογα με τις ιδιότητές τους, σαν να βάζουν στη θέση τους τα διάφορα κομμάτια ενός παζλ. Tο πεδίο Higgs, θεωρείται ως υπόβαθρο σε όλο το χώρο. Απ' οπουδήποτε περνάει ένα σωματίδιο, το τελευταίο παραμορφώνει τοπικά το πεδίο Higgs. Ολόκληρο το σύμπαν διαπερνάται από ένα «πεδίο Higgs», το οποίο σχετίζεται με ένα τουλάχιστον σωματίδιο που δεν έχει ακόμη ανιχνευθεί, το μποζόνιο Higgs Το πεδίο Higgs στο κενό, αποτελεί ένα τέτοιο είδος υποθετικού πλέγματος, που γεμίζει όλο το Σύμπαν. Χωρίς αυτό δεν θα μπορούσαμε να εξηγήσουμε γιατί τα σωματίδια Z και W που είναι οι φορείς των ασθενών αλληλεπιδράσεων, έχουν τόσο μεγάλη μάζα, ενώ το φωτόνιο που είναι ο φορέας της ηλεκτρομαγνητικής αλληλεπίδρασης, δεν έχει καθόλου μάζα. Βαρύ σωματίδιο – μικρός χρόνος ζωής.

Προβληματισμοί επιστημόνων 1. Η πειραματική διαπίστωση ότι διάφορα σωματίδια που θα έπρεπε, σύμφωνα με τη θεωρία, να είναι αβαρή, εμφανίζουν μη μηδενική μάζα. ( Εμφανίστηκε ο όρος μάζα). 2. Υλη- Αντιύλη (Ύπαρξη σε ίσες ποσότητες μέχρι την μεγάλη έκρηξη. Δεν έχουν παρατηρηθεί εκ τότε). 3. Ενοποίηση των θεμελιωδών δυνάμεων σε μία δύναμη.

Σας ευχαριστούμε!!!! Καλύβα Κωνσταντίνα Λαδιά Ιωάννα Λυμπέρη Αλεξία Μπατάκη Μαρία Φαρμάκη Γλυκερία