Peringatan 10 Tahun Penemuan Higgs Boson: Apa yang Kita Pelajari dari “Partikel Tuhan”?

Banyak orang Amerika akan merayakan ulang tahun negara itu hari ini, tetapi fisikawan dan kutu buku sains juga akan merayakan peringatan 10 tahun penemuan Higgs Boson—juga dikenal sebagai “partikel Tuhan”—pada 4 Juli.

Anda mungkin tidak akrab dengan fisikawan Peter Higgs, yang pertama kali meramalkan keberadaan partikel baru pada 1960-an dan berhipotesis bahwa kita dikelilingi oleh lautan informasi kuantum yang dikenal sebagai medan Higgs, tetapi penemuannya yang memenangkan Hadiah Nobel membuat segalanya menjadi lebih baik. mungkin. Di dunia kita itu mungkin.

Keberadaan Higgs boson adalah salah satu alasan mengapa segala sesuatu yang kita lihat, termasuk diri kita sendiri, semua planet dan bintang, memiliki massa dan ada – itulah sebabnya ia disebut “partikel Tuhan.”

Partikel yang dipostulasikan oleh Higgs dan fisikawannya pada tahun 1964 hanya dapat memperoleh massa dengan berinteraksi dengan medan yang menembus seluruh alam semesta yang dikenal sebagai medan Higgs. Artinya, jika medan tidak ada, partikel akan mengapung bebas dan bergerak dengan kecepatan cahaya.

Gulir ke bawah untuk videonya

Penemuan Higgs Boson pada Juli 2012 menjadi dasar keberadaan semua partikel elementer di alam semesta kita. Gambar di atas adalah visualisasi dari suatu peristiwa yang terekam dalam detektor CMS di Large Hadron Collider CERN. Menunjukkan sifat yang diharapkan dari peluruhan SM Higgs Boson menjadi sepasang foton

Tidak seperti banyak penemuan penting lainnya, Higgs Boson tidak dapat ditemukan dalam pengertian tradisional – ia harus diciptakan. Setelah dibuat, bukti pembusukannya dicari dalam data yang dikumpulkan di Large Hadron Collider di CERN.

Dalam akselerator partikel terbesar di dunia — di mana proton dihancurkan bersama mendekati kecepatan cahaya di terowongan luas seperti trek balap sepanjang 27 kilometer 300 kaki di bawah tanah di perbatasan Prancis dan Swiss — para ilmuwan tahu bahwa mereka telah menemukan buktinya. pembusukannya pada tahun 2012.

Banyak teknologi – dalam perawatan kesehatan, industri, dan komputasi – dikembangkan dalam dekade sejak Higgs Boson pertama kali diamati.

Sejak penemuannya diumumkan pada 4 Juli 2012, fisikawan telah menganalisis bagaimana Higgs Boson berinteraksi dengan partikel lain untuk melihat apakah itu sesuai dengan apa yang dikenal sebagai Model Standar fisika.

Keberadaan Higgs Boson, partikel subatom yang mewakili partikel pembawa medan Higgs, pertama kali diusulkan oleh fisikawan Inggris Peter Higgs pada tahun 1964. Gambar di atas adalah Higgs, yang menerima Hadiah Nobel dalam Fisika karena mengusulkan keberadaan Higgs boson , di CERN pada Juli 2012

Model Standar adalah teori heuristik yang menjelaskan tiga dari empat gaya utama alam semesta – elektromagnetisme, gaya lemah, dan gaya kuat – tetapi mengecualikan gravitasi.

Ada aspek lain dari alam semesta kita, seperti materi gelap dan energi gelap, yang belum dijelaskan oleh Model Standar.

Para ilmuwan telah mempelajari bagaimana Higgs Boson berinteraksi dengan partikel lain dan apa yang disebut “kopling” dapat menghasilkan – ini dicapai dengan melakukan banyak eksperimen dan menganalisis banyak data.

Pada tahun 2018, para ilmuwan menentukan bahwa 58% boson Higgs meluruh menjadi b quark, juga dikenal sebagai quark keindahan atau bawah.

Meskipun CERN telah menjadi pusat aksi ketika datang ke Higgs Boson, tidak banyak orang menyadari bahwa pada satu titik Amerika Serikat akan menjadi rumah bagi apa yang akan menjadi akselerator partikel terbesar di dunia – yang disebut Tevatron.

Direncanakan pada 1980-an untuk sebuah situs jauh di bawah Waxahachie, Texas, akselerator partikel akan memiliki panjang 87 kilometer dengan kemampuan untuk membanting proton bersama-sama pada tingkat energi yang lebih tinggi daripada yang saat ini dimungkinkan di CERN.

Namun, kombinasi kegelisahan birokrasi dengan biaya proyek dan kegelisahan di antara para sarjana dan orang-orang beragama sama atas frase ‘partikel Tuhan’ menyebabkan pembatalan proyek pada tahun 1993.

CERN, didirikan pada 29 September 1954, merupakan titik fokus dari komunitas 10.000 ilmuwan dari seluruh dunia dan juga merupakan tempat lahirnya World Wide Web. Ini memiliki 23 negara anggota, tetapi Amerika Serikat hanya memiliki status pengamat di CERN – yang berarti bukan bagian dari dewan CERN yang membuat keputusan penting tentang sainsnya.

Pada tahun 2012, Higgs dan kolaboratornya Francois Englert memenangkan penghargaan Penghargaan Nobel Untuk “penemuan teoretis dari mekanisme yang berkontribusi pada pemahaman kita tentang asal usul massa partikel subatom.”

Ada banyak pertanyaan yang masih ingin dijawab oleh para ilmuwan di tahun-tahun dan dekade-dekade mendatang di CERN.

Apa yang bisa Higgs boson ceritakan kepada kita tentang saat-saat awal alam semesta kita?

Dapatkah materi gelap dan materi gelap, yang masing-masing membentuk 68 dan 27 persen alam semesta, ditemukan dari interaksi dengan boson Higgs?

Apakah mungkin untuk membuka lubang hitam mikroskopis dan dapatkah energi ditarik melaluinya suatu hari nanti?

Bisakah kita mengungkapkan lebih banyak informasi tentang b atau beauty quark dan apa signifikansinya bagi singularitas?

Apa yang dapat kita pelajari tentang teori M, yang menyatakan bahwa alih-alih hanya tiga dimensi ruang dan waktu, sebenarnya mungkin ada setidaknya 11 dimensi yang tidak terdiri dari partikel yang kita ketahui tetapi rantai getaran kecil yang semuanya berinteraksi satu sama lain.

Peluncuran Run 3 untuk Large Hadron Collider akan disiarkan Dia hidup Di semua saluran media sosial CERN mulai pukul 4 sore pada hari Selasa, 5 Juli.

Yang terbaik adalah menganggap medan Higgs sebagai medan energi atau informasi yang menembus segala sesuatu di sekitar kita. Gambar di atas adalah tampilan teknis bidang ini yang dikeluarkan oleh CERN

Fisikawan Peter Higgs pertama kali menghipotesiskan keberadaan medan Higgs dan boson Higgs pada tahun 1964. Gambar di atas adalah makalah ilmiah di mana ia mendemonstrasikan keadaan ini

CERN adalah salah satu lembaga ilmiah terbesar di dunia, dan merupakan rumah bagi lebih dari 2.000 ilmuwan yang mengerjakan banyak proyek fisika. Gambar di atas adalah serangkaian magnet dipol LHC di dalam terowongan di akhir penghentian panjang kedua, ketika fasilitas di CERN ditingkatkan untuk beberapa tahun sehingga proton dapat disatukan pada rentang energi yang jauh lebih tinggi ketika 3 Juli memulai

Eksperimen masa depan di CERN akan mencoba mengungkap misteri seperti materi gelap dan energi gelap. Digambarkan di atas, serangkaian magnet dipol di dalam terowongan di Large Hadron Collider CERN