Hal apa yang terus kita dengar - Higgs Boson, dan mengapa ini penting?
Dikatakan bahwa cara terbaik untuk belajar adalah mengajar. Dan jika saya melakukan ini dengan benar, mungkin, mungkin saja, saya akan memahaminya sedikit lebih baik pada akhir episode.
Saya ingin menjadi jelas bahwa video ini untuk orang yang matanya berkaca setiap kali Anda mendengar istilah Higgs boson. Anda tahu itu semacam partikel, hadiah Nobel, massa, bla bla. Tetapi Anda tidak benar-benar mendapatkan apa itu dan mengapa itu penting.
Pertama, mari kita mulai dengan Model Standar. Ini pada dasarnya adalah hukum fisika partikel sebagaimana dipahami para ilmuwan. Mereka menjelaskan semua masalah dan kekuatan yang kita lihat di sekitar kita. Yah, sebagian besar masalah, ada beberapa misteri besar, yang akan kita diskusikan saat kita membahas lebih dalam.
Tetapi yang penting untuk dipahami adalah bahwa ada dua kategori utama: fermion dan boson.
Fermion adalah materi. Ada proton dan neutron yang terdiri dari quark, dan ada lepton yang tidak dapat dibagi, seperti elektron dan neutrino. Dengan saya sejauh ini? Semua yang dapat Anda sentuh adalah fermion ini.
Boson adalah partikel yang mengkomunikasikan kekuatan Semesta. Yang mungkin Anda kenal adalah foton, yang mengkomunikasikan gaya elektromagnetik. Lalu ada gluon, yang mengomunikasikan kekuatan nuklir yang kuat dan bos W dan Z yang mengkomunikasikan kekuatan nuklir yang lemah.
Misteri nomor 1, gravitasi. Meskipun ini adalah salah satu kekuatan fundamental Alam Semesta, tidak ada yang menemukan partikel boson yang mengkomunikasikan kekuatan ini. Jadi, jika Anda mencari Hadiah Nobel, temukan bos gravitasi dan miliknya. Buktikan bahwa gravitasi tidak memiliki boson, dan Anda juga bisa mendapatkan Hadiah Nobel. Apa pun itu, ada Hadiah Nobel untuk Anda.
Sekali lagi, ini adalah Model Standar, dan secara akurat menggambarkan hukum alam seperti yang kita lihat di sekitar kita.
Salah satu misteri terbesar yang belum terpecahkan dalam fisika adalah konsep massa. Mengapa ada sesuatu yang memiliki massa, atau kelembaman? Mengapa jumlah "barang" fisik dalam suatu objek menentukan betapa mudahnya bergerak, atau seberapa sulit untuk membuatnya berhenti?
Pada 1960-an, fisikawan Peter Higgs meramalkan bahwa harus ada semacam bidang yang menembus semua ruang dan berinteraksi dengan materi, seperti ikan yang berenang di air. Semakin banyak massa yang dimiliki objek, semakin ia berinteraksi dengan bidang Higgs ini.
Dan seperti kekuatan fundamental lainnya di Semesta, medan Higgs harus memiliki boson yang sesuai untuk mengkomunikasikan kekuatan - ini adalah boson Higgs.
Lapangan itu sendiri tidak terdeteksi, tetapi jika Anda bisa mendeteksi partikel Higgs yang sesuai, Anda bisa mengasumsikan keberadaan medan tersebut.
Dan di sinilah Large Hadron Collider masuk. Pekerjaan akselerator partikel adalah mengubah energi menjadi materi, melalui rumus e = mc2. Dengan mempercepat partikel - seperti proton - hingga kecepatan tinggi, mereka memberi mereka sejumlah besar energi kinetik. Bahkan, dalam konfigurasi saat ini, LHC memindahkan proton ke 0,999999991c, yang sekitar 10 km / jam lebih lambat dari kecepatan cahaya.
Ketika berkas partikel yang bergerak ke arah yang berlawanan jatuh bersama-sama, itu memusatkan sejumlah besar energi ke dalam volume ruang yang sangat kecil. Energi ini membutuhkan tempat untuk pergi sehingga membeku sebagai materi (terima kasih Einstein). Semakin banyak energi yang bisa Anda tabrak, semakin besar partikel yang bisa Anda buat.
Jadi, pada 2013, LHC memungkinkan fisikawan akhirnya dapat mengkonfirmasi keberadaan Higgs Boson dengan menyetel energi tabrakan ke tingkat yang tepat, dan kemudian mendeteksi kaskade partikel yang terjadi ketika Higgs boson membusuk.
Karena partikel yang tepat terdeteksi, Anda dapat mengasumsikan keberadaan boson Higgs, dan karena ini, Anda dapat mengasumsikan keberadaan medan Higgs. Hadiah Nobel untuk semua orang.
Saya mengatakan ada beberapa misteri yang tersisa; Gravitasi adalah satu, tentu saja, tetapi ada beberapa lagi. Kenyataannya adalah bahwa fisikawan sekarang tahu bahwa materi yang saya uraikan sebenarnya hanya sebagian kecil dari seluruh Semesta. Ahli kosmologi memperkirakan bahwa hanya 4% dari Semesta adalah materi baryonik normal yang kita kenal.
23% lainnya adalah materi gelap, dan 73% lebih lanjut adalah energi gelap. Jadi masih ada banyak misteri untuk membuat fisikawan sibuk selama bertahun-tahun.
Maka, pada 2013, Large Hadron Collider akhirnya menemukan partikel yang diprediksi fisikawan selama 50 tahun. Bagian terakhir dari Model Standar akhirnya terbukti ada, dan kami lebih dekat untuk memahami apa 4% dari Semesta. 96% lainnya (oh, dan gravitasi), masih merupakan misteri total.
Fisikawan sedang menaikkan LHC ke tingkat energi yang lebih tinggi dan lebih tinggi, untuk mencari partikel lain, untuk memahami materi gelap, dan melihat apakah mereka dapat menghasilkan lubang hitam mikroskopis. Instrumen perkasa ini memiliki lebih banyak ilmu untuk diungkapkan, jadi tetaplah disini.
Singkatnya, Higgs Boson. Beri tahu saya jika ada konsep lain dalam fisika partikel yang ingin Anda bicarakan. Masukkan ide Anda ke dalam komentar di bawah ini.
Podcast (audio): Unduh (Durasi: 6:17 - 5.8MB)
Berlangganan: Apple Podcast | Android | RSS
Podcast (video): Unduh (Durasi: 6:40 - 78,9MB)
Berlangganan: Apple Podcast | Android | RSS
