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 ...
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 ...
partial-solar-eclipse

Predavanje i posmatranje pomračenja Sunca iz Niša

Povodom predstojećeg delimičnog pomračenja Sunca, Astronomsko društvo “Alfa” i Departman za fiziku Prirodno-matematičkog fakulteta u Nišu organizuju naučno-popularno predavanje i javno posmatranje pomračenja.U ponedeljak, 24. oktobra biće održano predavanje“Ne paničite – to je samo ...
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 ...
DSC_2117

“Otvorena vrata” opservatorije na krovu PMF-a u Nišu (2022/23. godina)

Posle duže pauze AD Alfa i Laboratorija za astrofiziku, astronomiju i astrobiologiju Departmana za fiziku PMF-a u Nišu otvaraju svoja vrata za sve zainteresovane ljubitelje astronomije I organizuju teleskopska posmatranja.Tokom narednih nedelja, dok vremenski i ...
bpu11-v01

U Beogradu počinje 11. Međunarodna konferencija BPU

Pod pokroviteljstvom Balkanske unije fizičara (Balkan Physical Union - BPU), u organizaciji Srpske akademije nauka i umetnosti (SANU), Prirodno-matematičkog fakulteta u Nišu (PMF Niš), Fizičkog fakulteta Univerziteta u Beogradu, uz ...
Perseid-meteor-shower-today-main-220809-c3f975

Meteorska kiša - Perseidi 2022

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 oko 10. avgusta "zvezde padalice" ...
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 ...
posterM3-nis

Maj mesec matematike u Nišu

Da li informacija samo o proseku verno opisuje razne pojave? Jesu li dobra stara vremena zaista bila tako dobra? Šta je zajedničko dizajnu Renoove karoserije i fontova? Može li nam ...
cmsMasterclass

CERN Masterclass 2022

U ponedeljak 4. apila 2022. godine pod pokroviteljstvom CERN-a i grupe IPPOG (International Particle Physics Outreach Group) održaće se 18. međunarodni program “MasterClasses – Hands on Particle Physics” (MC2022).U ovom obrazovno-istraživačkom programu ...
cms-posetajpg

Virtuelna poseta CMS eksperimenta u CERN-u

U četvrtak, 17. marta sa početkom od 19:00 h, biće organizovan simpozijum sa pratećim predavanjima i virtuelnom posetom CMS eksperimentu u CERN-u.CERN i naučne institucije iz Republike Srbije redovno organizuju obrazovne programe za učenike i ...
odeljenje-cover

Pripremna nastava za upis u Odeljenje za fiziku (šk. 2022/23)

Ove godine u Odeljenje za učenike sa posebnim sposobnostima za fiziku Gimnazije “Svetozar Marković” u Nišu stiže 20. generacija učenika. Nastavnici i saradnici Departmana za fiziku PMF-a, u saradnji sa ...
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 ...
svetnauke 2021

Srećna nova 2022. godina

Dragi prijatelji i prijateljice, kolegenice i kolege, saradnici i saradnice, slučajne prolaznice i prolaznici,dok polako odbrojavamo poslednje "metre" još jednog kruga oko Sunca i bližimo se kraju još jedne godine ...
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 ...
NSF-blackhole-Ghez-NRFuller-768x551-1

Kako smo videli nevidljivo?

Povodom obeležavanja 50 godina studija fizike, hemije i matematike na Univerzitetu u Nišu i dana fakulteta, Prirodno-matematički fakultetu Nišu tokom septembra i oktobra organizuje seriju naučno-popularnih predavanja. Zbog epidemiološke situacija ...
nauke

50 godina fizike, hemije i matematike na PMF-u u Nišu

Povodom obeležavanja Dana Prirodno-matematičkog fakulteta u Nišu i 50 godina postojanja i uspešnog rada Departmana za hemiju, Departmana za fiziku i Departmana za matematiku PMF organizuje seriju naučno-popularnih predavanja. Predavanja ...
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 ...
Perseids_Meteor_Shower_2012

Predavanje “O meteoroidima, meteoritima i meteorima uz malo fizike i matematike”

Specijalan gost ovogodišnjeg programa Maj mesec matematike u Nišu biće prof. dr Dragan Gajić. U četvrtak 20. maja 2021. godine od 19:45 h, prof dr Dragan Gajić će održati online predavanjeO meteoroidima, meteoritima i meteorima uz malo ...
earth-living-conditions

Dan planete Zemlje - 22. april

Današnji dan se od 1970. godine u celom svetu obeležava kao međunarodni dan naše planete Zemlje. Kada je pre 48 godina američki senator Gajrold Nelson inicirao ideju da ovaj dan ...
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 ...
Slide9

Predavanje Saturn - gospodar prstenova

Predavanje „Najvišu planetu vidim trostruko ili Saturn - gospodar prstenova" biće održano u četvrtak 4. marta od 19:00 h. Predavač će biti prof. dr Dragan Gajić.Predavanje možete pratiti na sajtu i YouTube kanalu AD Alfa, kao i na ...
Slide8

Predavanje “Da Jupitera nije bilo, ni nas ne bi bilo!”

Predavanje „Da Jupitera nije bilo, ni nas ne bi bilo!“ biće održano u četvrtak 18. februara od 19:00 h. Predavač će biti prof. dr Dragan Gajić.Predavanje možete pratiti na sajtu i YouTube kanalu AD ...

Nobelova nagrada za fiziku (2013. godina)

Pre nekoliko minuta Nobelov komitet je objavio imena dobitnika Nobelove nagrade za fiziku za 2013. godinu. Kao što su se mnogi nadali i očekivali ovogodišnja Nobelova nagrada dodeljena je za teorijsko otkriće mehanizma koji daje značajan doprinos razumevanju porekla mase subatomskih čestica. Dobitnici Nobelove nagrade za fiziku za 2013. godinu su Piter Higs (Peter W. Higgs) i Franso Angler (François Englert).

Ova dvojica istraživača su nezavisno jedan od drugog (F. Angler u saradnji sa Robertom Broutom, koji je preminuo pre dve godine) su 1964. godine predložili teoriju koja je objasnila način na koji čestice dobijaju masu. Jula 2012. godine ATLAS i CMS kolaboracije u CERN-u su eksperimentima potvrdile ovaj teorijski model otkrićem tzv. Higsove čestice.

Belgijski fizičar Franso Angler (levo), Rolf Heuer, (desno), generalni direktor CERN-a i Peter Higgs (u sredini) 4. jula 2012. godine u Ženevi nakon objavljivanja rezultata eksperimenata ATLAS i CMS. (Credits: AP Photo/Keystone/Martial Trezzini)

Belgijski fizičar Franso Angler (levo), Rolf Heuer, (desno), generalni direktor CERN-a i Peter Higgs (u sredini) 4. jula 2012. godine u Ženevi nakon objavljivanja rezultata eksperimenata ATLAS i CMS. (Credits: AP Photo/Keystone/Martial Trezzini)

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).

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 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 odgovarta 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.

Događaj koji je doveo do Nobelove nagrade - jedan od "potpisa" Higsove čestice, simulacija raspada na dva hadrona i dva elektrona

Događaj koji je doveo do Nobelove nagrade – jedan od “potpisa” Higsove čestice, simulacija raspada na dva hadrona i dva elektrona

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 teorisjkim 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 dobijaju tu masu. 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 Franso Angler, 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.

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. 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 složen 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.

Jula 2012. godine na seminaru koji je održan u CERN-u predstavnici eksperimenata ATLAS i CMS predstavili su rezultat višegodišnje potrage za Higsovom česticom. Rezultati oba eksperimenta pokazali su da je bozon uhvaćen. Ovi eksperimenti dali su konačnu eksperimentalnu potvrdu teorije postavljene 50 godina ranije, a ta teorija donela je Nobelovu nagdadu ovogodišnjim laureatima.

Piter Higs rođen je 1929. godine a danas radi kao emeritus profesor teorijske fizike na Univerzitetu u Edinburgu. Verovatno njegov najznačajniji rad je onaj iz 1964. godine u kome je postavio osnove mehanizma po kome čestice standardnog modela dobijaju masu, kasnije nazvanog Higsov mehanizam. Zanimljivo je da je ovaj rad profesora Higsa prvo odbili urednici časopisa Physics Letters, uz obrazloženje da rad ne daje nikakav očigledan doprinos za fiziku. Profesor Higs je radu dodao još jedan paragraf i poslao ga drugom časopisu, Physical Review Letters, u kome je rad objavljen krajem godine.

Franso Angler rođen je 1932. godine u Belgiji. Danas radi kao emeritus profesor na Univerzitetu Libre de Bruxelles u Briselu.

Do sada (1901-2013) dodeljeno je 107 Nobelovih nagrada za fiziku, a 47 puta nagrada je dodeljena jednom laureatu. Samo dve žene dobile su Nobelovu nagradu za fiziku, a jedna osoba dobila je ovu nagradu dva puta. Najmlađi dobitnik Nobelove nagrade za fiziku bio je Lavrens Brag i imao je 25 godina, nagradu je podelio 1915. godine sa ocem.

Više informacija možete naći na sajtu Nobelovog komiteta i na PhysicsWorld.

Leave a Reply

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

%d bloggers like this: