CERN-MC2024

CERN Masterclass 2024

U periodu od 15. februara do 27. marta 2024. godine pod pokroviteljstvom CERN-a i grupe IPPOG (International Particle Physics Outreach Group) održaće se 20. međunarodni program “MasterClasses – Hands on Particle Physics” (MC2024). U ...
skolaPMN

Otvaranje Škole prirodno-matematičkih nauka u Nišu

U subotu, 18. novembra na Prirodno-matematičkom fakultetu u Nišu počinje Škola prirodno-matematičkih nauka. Ovu školu namenjenu učenicima 7. i 8. razreda osnovne i svih razreda srednje škole ove godine po ...
biosignatureNajava

Astrobiologija i astronomsko posmatranje povodom Noći istraživača

Povodom predstojeće Evropske noći istraživača AD "Alfa" i Departman za fiziku PMF-a u Nišu organizuju naučno-popularno predavanje (četvrtak, 28. septembar) i teleskopsko posmatranje (petak, 29. septembar).Jedno od kanonskih pitanja astrobiologije ...
Perseid Meteors over Mount Shasta

Letnji vatromet u epizodi Perseidi 2023

Svake vedre noći, ako odete negde daleko od svetla grada i ako ste dovoljno strpljivi možete da vidite nekoliko meteora svakog sata. Međutim, svake godine u vreme Nisville Jazz festivala, ...
Unearthed-SuperMoon-1611-1-web

Dva (plava) Supermeseca u avgustu 2023. godine

Ako sutra uveče pogledate u nebo videćete Supermesec, najveći Mesec u mnogo godina! Bićete svedok spektakularnog prizora kakav se retko viđa na nebu, pun Mesec će biti ogroman, najveći koji ...
kvark-kvazar

Od kvarka do kvazara - uz mnogo astrofizike i malo matematike u Maju mesecu matematike u Nišu

Obeležavanje Maja meseca matematike, u organizaciji Departmana za matematiku PMF-a u Nišu nastavlja se u petak, 26. maja, od 17:00 h, u amfiteatru Prirodno-matematičkog fakulteta u Nišu sa tri nova ...
Slika dana: Mesec u polusenci [18.10.2013]

Pomračenje Meseca polusenkom (5. maj 2023)

Za ovaj petak (5. maj) nebeska mehanika “pripremila” je pomračenje Meseca, Međutim, ovo pomračenje značajno će se razlikovati od onih atraktivnih delimičnih i totalnih pomračenja Meseca koja smo posmatrali tokom ...
slika2

Нобелова награда за физику 2022. године

Аутор: проф. др Мирољуб Дугић(Институт за физику, Природно-математички факултет, Универзитет у Крагујевцу)Нобелову награду за физику за 2022. годину поделила су тројица експерименталних физичара за област заснивања квантне механике, Ален Аспе ...
CometZtf_Hernandez_960

Kometa C/2022 E3 (ZTF)

Ako ste tokom prethodnih par meseci bili totalno izolovani od vesti ili toliko ne volite vesti iz astronomije da čim ih čujete menjate sajt/TV kanal/radio stanicu onda verovatno niste čuli ...
solar-eclipse

Delimično pomračenje Sunca (25. oktobar 2022)

Još tačno deset dana deli nas do predstojećeg delimičnog pomračenja Sunca koje će biti vidljivo iz Srbije. Pomračenje Sunca za mnoge je verovatno najznačajnija i najazanimljivija pojava koju možemo da ...
kosmicke-litice

Džejms Veb Teleskop - prve fotografije

Odavno je "Svet nauke" otišao u zimski... letnji... višegodišnji san i teško ga je probuditi ali neki događaji u nauci su toliko značajni da mogu da predstavljaju prekretnicu u budućem ...
800px-Benjamin_Franklin_1767

Bendžamin Frenklin (1706 - 1790)

Na današnji dan, 17. januara, 1706. godine, u Bostonu (Masačusets, SAD), rođen je Benžamin Frenklin (Benjamin Franklin), američki naučnik i političar, borac za ljudska prava, učesnik u Američkom ratu za ...
1280px-ALH84001_structures

Meteorit sa Marsa ALH84001

Najpoznatiji meteorit sa Marsa otkriven je 27. decembra 1984. godine na Antarktiku.Ovaj meteorit nosi oznaku ALH84001 i otkriven je u oblasti Allan Hills, grupi brda na Antarktiku. Pronašao ga tim ...
Slika dana: Galileo Galilej i teleskop [25.08.2014]

Prvi teleskop

Galileo Galilej i prvi teleskop (izvor: Physics Today)Na današnji dan 1609. godine Galileo Galilej predstavio je "prvi teleskop" Leonardu Donatu, vladaru Venecije, i njegovim savetnicima. Galileo Galilej napravio je ovaj ...
apolo11-pre-poletanja

52 godine od Malog koraka za čoveka - Apolo 11

Na današnji dan, pre tačno 52 godine, 20. jula 1969. godine čovek je prvi sleteo na površinu drugog nebeskog tela.Oko šest sati pre “malog koraka za čoveka, ali velikog za čovečanstvo” dvočlana posada ...
yuri_gagarin_01

Juri Gagarin - 60 godina od prvog leta u svemir

Pre tačno 60 godina, 12. aprila 1961. godine oko 9 sati po Moskovskom vremenu, raketa Vostok 1 poletela je ka svemiru. U raketi je sedeo Juri Gagarin koji je nekoliko minuta kasnije postao prvi čovek u ...
ada_lovelace_portrait

Rođendan Ejde King Lavlejs - prve programerke

Samo dan kasnije ali i mnogo godina pre rođenja Grejs Hoper, na današnji dan, 10. decembra 1815. godine rođena je Ejda King Lavlejs (Ada Lovelace), ćerka čuvenog engleskog pesnika Lorda Bajrona, ...
Grace-Hopper

Grejs Hoper: do ratne mornarice do kompajlera i buba

Kada govorimo o IT sektoru, matematici i vojsci verovatno nam prva asocijacija budu muškarci. Međutim, tu sliku menja žena rođena na današnji dan, 9. decembra 1906. godine u Njujorku. Doktorirala ...
kupola-atomske-bombe

Dan kada je eksplodirala prva atomska bomba

Pre tačno 75 godine, tačnije 6. avgusta 1945. američki avion bombarder bacio je jednu jedinu bombu na japanski grad. Taj grad bila je Hirošima, a posledice te bombe pamtiće generacije ...
530px-palebluedot

30 godina Plave tačke u beskraju i Porodičnog portreta

Šta mislite šta je ovo na slici? Ne znate? …  Ova svetla tačka je Zemlja, naša planeta. Generacije ljudi, hiljadama godina žive na toj svetloj tački, sve što ste ikada… nalazi se na njoj…A fotografije je ...
planeta-vlasina

Planeta Vlasina oko zvezde Morave

Povodom jubileja koji ove godine obeležava Međunarodna astronomska unija (MAU), 100 godina od svog osnivanja, sve zemlje članice MAU su imale jedinstvenu priliku da kumuju imenu jednoj od novootkrivenih planeta ...
sunbathing

Sunčanje i/ili zdravlje? Izaberite sami!

Sunce, taj žuti disk koji svakoga dana putuje po plavom nebeskom svodu, je samo jedna od nekoliko milijardi zvezda rasutih svuda po praznom prostoru svemira. Ono je jedna sasvim obična ...
davinci

Leonardo da Vinči: Umetnik. Naučnik. Pronalazač.

Pišu: Jovana Savić i Jovana Stanimirović“Onaj ko isključivo ceni praksu bez teorije je poput moreplovca koji se ukrca na brod bez kormila i kompasa, ne znajući kuda se plovi.” - ...
crna-rupa-prva

Prva fotografija crne rupe!

Već nekoliko decenija, a može se reći i vekova, crne rupe privlače ogromnu pažnju kako naučnika tako i javnosti, kroz popularne tekstove, različite ideje i SF romane i (visokobudžetne) filmove.Do ...
dositej-obradovic

Dositej Obradović – srpski prosvetitelj i reformator

„Knjige, braćo moja, knjige, a ne zvona i praporce!“Dositej ObradovićNa današnji dan 28. marta 1811. godine u Beogradu je umro najveći srpski prosvetitelj i reformator – Dositej Obradović. Sahranjen je ...

Higs je otkriven, ali ko je uopšte taj Higs?

 A, šta je uopšte taj Higs (Higsova čestica)?

Mnogo pre početka potrage za Higsovom česticom bilo je neophodno napraviti modele i simulacije njenih osobina. Higsova čestica je jedna posebna vrsta čestica, tzv. bozon, koji ne izgrađuje materiju (kao što to rade npr. leptoni i kvarkovi) već više “liči” na prenosioce interakcija – bozone (tj. foton, W ili Z bozone i gluone).

Ovako izgleda suština (Lagranžijan) Standardnog modela

Lagranžijan Standardnog modela

Sva materija koji vidimo oko nas izgrađena je od malog broja različitih gradivnih jedinica, a te gradivne jedinice nazivaju se elementarne čestice. Tokom istorije materija je deljena na sve sitnije i sitnije sastavne delove. Nekada se smatralo da je atom najmanja nedeljiva “cigla” materije, ali pokazano je da se on sastoji od elektrona i jezgra, kasnije je utvrđeno da se jezgro sastoji od protona i neutrona, a još kasnije da se protoni i neutroni sastoje od kvarkova. Prema pomenutom Standardnom modelu sve elementarne čestice dele se na leptone i kvarkove (koji zajedno izgrađuju materiju) i bozone koji prenose interakcije između čestica materije i drže ih na okupu (ili ih odbijaju). Dok su čestice materije intuitivno prihvatljivije i poznatije prenosioci interakcije često umeju da zbune (osim fotona, možda).

Da bi razumeli ulogu bozona setimo se da u prirodi postoje četiri osnovne sile (elektro-magnetna, slaba, jaka i gravitaciona). Gravitaciona sila je nešto drugačija i, za sada se ne može opisati istom teorijom kao ostale tri, ali one su slične i mogu se opisati na sličan način. Svakoj od ove tri osnovne sile odgovara neki prenosilac interakcije, tj. neki bozon. Tako je posrednik u prenosu elektro-magnetne sile foton, slabu silu prenose W i Z bozoni a jaku silu prenose gluoni.

Svi ovi bozoni zajedno sa 6 leptona i 6 kvarkova čine Standardni model elementarnih čestica i izgrađuju svet u kome živimo. Sve ove čestice su odavno otkrivene, otkrića su saglasna sa teorijskim predviđanjima i sve lepo funkcioniše ali standardnom modelu nedostaje samo jedna “sitnica”.

Ta sitnica je problem postojanja mase. Standardni model lepo opisuje čestice ali ne objašnjava zbog čega one imaju masu i na koji način te je dobijaju. Složićete se da ova “sitnica” uopšte nije sitnica već vrlo bitan problem koji je neophodno rešiti. Kada je 1994. godine potvrđeno otkriće poslednje čestice standardnog modela, top kvarka, sa masom od 176 GeV, postalo je jasno da standardni model skoro besprekorno funkcioniše ali nedostajal mu je još jedna karika do kompletne teorije. Ta “karika” je Higsova čestica, koja je odgovorna za postojanje mase svih ostalih čestica.

Postojanje mase čestica u standardnom modelu objašnjeno je tzv. Higsovim mehanizmom. Ovaj mehanizam predložio je Filip Anderson 1962. godine na nerelativističkom modelu a relativističku dopunu dao je Piter Higs 1964. godine. Nezavisno od njega u proleće 1963. godine do sličnog rezultata došle su i dve grupe fizičara Robert Brout i Francois Englert, i Gerald Guralnik, C. R. Hagen i Tom Kibble.

Prema Higsovom mehanizmu pretpostavlja da ceo prostor ispunjava jedno neprekidno i za nas nevidljivo polje, tzv. Higsovo polje. Ovo polje je prostire se ravnomerno u prostori i vremenu. Sve čestice kreću se kroz ovo polje i interaguju sa njim. One čestice koje jače interaguju sa Higsovim poljem osećaju “veći otpor” polja i na taj način postaju masivnije. Pogledajte slikovito objašnjenje Higsovog mehanizma.

Da bi detektovali ovo Higsovo polje neophodno je izazvati neku “silovitu” promenu u njemu i onda detektovati talase koji se kroz to polje prostiru. U nekom klasičnom smislu analogija bi mogla da bude bacanje kamena na mirnu površinu vode, gde nam je dobro poznato da će pad kamena dovesti do pojave mehaničkih talasa koji se prostiru površinom i koje je lako detektovati. Za razliku od kamena i vodenih talasa talase u Higsovom polju je mnogo teže izazvati i još teže detektovati.

Za izazivanje talasa na Higsovom polju mogu se iskoristiti sudari protona na visokim energijama (to radi LHC). Prilikom sudara dva protona može da nastane talas koji je kasnije moguće detektovati, ali tu postoji nekoliko problema. Prvi je taj što prilikom svakog sudara ne nastaju odgovarajući talasi već se to dešava samo jednom u više milijardi sudara; a drugi problem je izuzetno slab intenzitet tog talasa. Prilikom sudara dva protona nastaje samo “jedan” kvant talasa Higsovog polja, a taj kvant naziva se Higsova čestica i nju je potrebno detektovati!

Higsovu česticu, koja je nastala na ovaj način, nije moguće “videti” i detektovati ali ona se (srećom) brzo raspada kroz jedan od pet već pomenutih kanala. Detektovanjem krajnjih produkata ovih kanala raspada detektuje se postojanje čestice. Detektovanje samo jednog ovakvog raspada, tj. događaja, je komplikovan proces jer je karakterističan događaj teško izdvojiti iz šuma slučajnih događaja koji prate svaki sudar. Zbog toga je neophodno izvršiti ogroman broj sudara i detektovati mnogo sličnih događaja. Slučajno događaji se u ogomnom broju ponavljanja gube, ali oni pravi se ponavljaju na identičan način i njihov rezultat na detektorima raste. Ovo povećanje broja događaja dovodi do različitih “pikova” na grafikonima koji ukazuju da na tim mestima postoji “nešto” – ako se ti događaji ponavljaju, i njihov broj raste, za pomenute kanale raspada Higsa oni dokazuju postojanje Higsove čestice i Higsovog polja, tj. Higsovog mehanizma.

Danas, kada smo prvi put “videli” Higsovu česticu po prvi put u istoriji čovečanstva možemo da kažemo da znamo kako čestice, posebno one koje prenose interakcije sa konačnim dometom, dobijaju masu!

Leave a Reply

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.