mardi 16 septembre 2008

Bosonul Higgs povestit copiilor

Zilele trecute populatia globului cauta sa priceapa ce e cu experienta LHC si de ce toata suflarea stiintifica urmareste cu atata interes vanatoarea de bosoni Higgs. Toata lumea cerea atunci o explicatie din care "sa inteleaga si copiii"....

Materia e formata din 12 particule elementare, unele au nume ciudate: cuarcul 'ciudat', cuarcul fermecator, muonul etc, altele au nume mai 'clasice: electroni, protoni, neutroni, neutrino, fotoni (particule de lumina)... Aceste particule interactioneaza intre ele prin intermediul fortelor. La nivel microscopic exista 3 forte importante : o forta electromagnetica si 2 forte nucleare

- interactia electromagnetica se aplica particulelor incarcate electric si corespunde undelor radio, radiatiilor gamma, micro-undelor etc
- forta nucleara tare responsabila de coeziunea nucleului atomic,
- forta nucleara slaba care explica dezintegrarile radioactive si luminozitatea soarelui.

Iar la nivel macroscopic, a patra forta, cea pe care o simtim cu totii este forta gravitationala. Ea se aplica intreg universului insa la nivel de particule devine neglijabila.

In secolul XX oamenii de stiinta au inteles ca primele 3 forte, in aparenta diferite, pot fi descrise cu aceleasi unelte matematice si cu ajutorul acelorasi concepte. Tot cu ajutorul acestor unelte s-a descoperit si faptul ca o interactie intre doua particule duce la schimbul unei a treia.

Ca sa intelegem mai bine iata un exemplu:
Sa presupunem ca suntem intr-o barca pe un lac si aceasta barca se deplaseaza singura. Nu avem vasle si nici un mijloc de a-i schimba miscarea. Alaturi de barca noastra apare o alta barca si ea in aceleasi conditii: daca nu facem nimic cele doua barci se vor ciocni. Singura solutie de a evita ciocnirea este de a lua un obiect care are o oarecare masa si de a face pase intre cele doua barci. Astfel se va crea o forta repulsiva care va face ca cele doua barci sa se indeparteze una de alta.

In acest mod functioneaza si cele 3 forte care fac ca particulele sa interactioneze intre ele la nivel microscopic. Interactioneaza schimband 'mingi' intre ele. Teoria care descrie acest
e particule si interactiile lor e numita Modelul Standard.

Folosit in mod naiv, modelul standard face predictia ca toate 'mingiile' pe care le schimba particulele intre ele trebuie sa aiba masa nula asa cum o are fotonul (un exemplu de 'minge' a interactiei electromagnetice)
Insa acest lucru nu e totdeauna adevarat, in timpul experientelor se vede ca particulele schimba 'mingi' care au cateodata mase foate mari

Care e rezolvarea enigmei? Solutia a fost gasita in anii 60 de catre 3 fizicieni dintre care unul se numeste Higgs. Acesta a imaginat ca foarte devreme in istoria Universului cele doua forte, forta electrica si forta nucleara slaba formau doar una singura. La un moment dat ele s-au despartit brusc, printr-un fenomen pe care fizicenii il numesc "spargerea simetriei". "Relicva" acestei separari bruste trebuie sa fie bosonul Higgs atat de cautat. Probabil ca LHC-ul va aduce solutia enigmei daca avem un pic de rabdare.

Un episod din filmul The Elegant Universe explica si mai 'pe intelesul copiilor' teoriile aparitiei Universului:

Aucun commentaire: