Det är sådant här man får göra på spetskompetensutbildning i Biomedicin. Väldigt intressant. har försökt förenkla lite fakta som jag knappt ens själv fattar till en redovisning....
Vad är Higgsbosonen och varför måste den finnas?
För att förstå varför Higgsbosonen måste finnas måste man gå ner till de minsta byggstenarna och de fundamentala krafterna.
Som bekant är all materia runt oss uppbyggd av atomer. Atomer är i sin tur uppbyggda av elementarpartiklar. Det finns totalt sett 8 elementarpartiklar, men de tre som vi mest kommer i kontakt med är de som bygger upp atomen: Uppkvarkar, Nerkvarkar och elektroner. Upp- och nerkvarkarna bygger upp protoner och neutroner
Elementarpartiklarna bygger upp världen med de krafter som kallas den fundamentala växelverkan. Dessa krafter är gravitation, som påverkar all materia och gör att den dras mot jordens inre, elektromagnetism som ger upphov till magnetfält (elektricitet) och ljus och påverkar alla elektriskt laddade partiklar, stark växelverkan som påverkar kvarkarna och håller samman atomkärnorna och svag växelverkan som påverkar alla partiklar och gör betasönderfall möjligt.
Alla dessa krafter genererar ’fält’ där de påverkar materia, till exempel magnetfältet runt jorden. Varje fält har en korresponderande partikel, eller boson. Till exempel är elektromagnetismens kraftbärande boson fotonen. Man kan säga att den fundamentala kraften måste ha en boson för att kunna påverka elementarpartiklar.
Man har förstått att elektromagnetismen och den svaga växelverkan är samma typ av kraft, sk elektrosvag kraft, och man brukar därför prata om de tre fundamentala krafterna.
Den elektrosvaga kraften beter sig olika beroende på energinivå. Vid hög energinivå är elektromagnetismen och den svaga kärnkraften två aspekter av samma kraft, men när den är låg delas den upp i två olika krafter denom det fenomen som kallas spontant symmetribrott. Det är här man lagt in Higgsfältet som en specialsågad pusselbit. Det finns nämligen ingen fundamental kraft som förklarar varför elementarpartiklarna får massa.
Man tror att elementarpartiklarna i det spontana symmetribrottet interagerar med Higgsfältet och därigenom får massa. Som bekant måste ett fält ha en korresponderande (kraftbärande) partikel, som här har fått namnet Higgsboson.
Higgsfältet skiljer sig från andra fundamentala kraftfälten, då det inte är begränsat till en yta genererad av en källa (tänk t ex ett magnetfält genererat av elektrisk spänning), utan finns i hela universum och samverkar med allt i rumtiden. När en elementarpartikel befinner sig i Higgsfältet kommer Higgsbosoner ”klänga sig fast” vid den och genom detta ge elementarpartikeln massa.
Hur stor massa en elementarpartikel får beror alltså på hur hög interaktion med Higgsfältet den har. Hur stor denna interaktion är beror på partikelns vilomassa, dvs massan en partikel har när den är stillastående i relation till sig själv (Enligt relativitetsteorin som förutsätter att energi omvandlas till massa och vice versa).
Uppkvarken har den högsta vilomassan av elementarpartiklarna och får därför högst interaktion med higgsbosonen och högst massa. Elektronen har låg vilomassa och således en låg interaktion med higgsfältet och låg massa.
Inga kommentarer:
Skicka en kommentar