بوزون هیگز چیست؟

بوزون هیگز، یک ذره ابتدایی است که در مدل استاندارد وجود آن پیش بینی شده است. مدل استاندارد، قابل اطمینان‌ترین نظریه فیزیک برای توصیف و شرح نیروهای جهان و ذرات ابتدایی است که آن را تشکیل داده‌اند.

بوزون هیگز برخلاف تمام ذرات دیگر ذکر شده در مدل استاندارد، تا به امروز تنها در حد یک فرضیه باقی مانده و تاکنون هیچ آزمایشی موفق به شناسایی آن نشده است. هرچند در سرن ژنو فیزیکدانان درحال انجام تحقیقات گسترده‌ای در این حوزه هستند.

بوزون هیگز می‌تواند توضیح دهد که چرا در جهان جرم وجود دارد. در حقیقت، بعضی از ذرات ابتدایی دارای جرم هستند درحالی که بعضی دیگر خیر. برای مثال، وجود این ذره می‌تواند به درک این مطلب کمک کند که چرا ذراتی چون فوتون‌ها که پرتوهای الکترومغناطیس (و همچنین نور) را انتقال می‌دهند بدون جرم هستند، درحالی که سایر ذرات ابتدایی مثل بوزون‌های W و Z که با نیروهای هسته‌ای ضعیف ارتباط دارند دارای جرم هستند.

به این ترتیب، همانطور که فوتون با نیروی الکترومغناطیس ارتباط دارد بوزون هیگز، "کوانتوم" میدان هیگز است. میدان هیگز، میدانی از انرژی است که جرم ذرات ابتدایی را می‌سازد. بنابراین، شناسایی بوزون هیگز می‌تواند به درک بهتر روابط موجود میان چهار نیروی طبیعت (نیروی الکترومغناطیس، نیروی گرانش، نیروی هسته‌ای ضعیف، نیروی هسته‌ای قوی) کمک کند.

تا امروز، فیزیک توانسته است به یک شرح واحد مفهومی میان نیروهای الکترومغناطیس، هسته‌ای ضعیف و هسته‌ای قوی دست یابد، درحالی که نیروی چهارم (نیروی گرانش) هنوز از این شرح واحد مستثنی می‌شود. 

 

یک نمودار فاینمن که نحوه تولید احتمالی هیگز را در LHC نمایش می‌دهد: دو گلئون به زوج کوارک سر-پاد سر وامی پاشند، سپس دو زوج مخالف از اینها تشکیل یک ذره هیگز خنثی را می‌دهند