A részecskék szimmetriája

Új ablakban

2024. április 16. Utópia (2024. április 16., kedd 19:00)

53:26

00:00

Műsorvezetők: Neuman Gábor Szerkesztők: Lőrincz Csaba, Neuman Gábor

Ahogy arról mi is beszámoltunk, 94 éves korában meghalt Peter Higgs Nobel-díjas brit fizikus, a Higgs-bozon részecskék felfedezője. Higgs halála apropóján munkásságáról beszélgettünk. A Higgs-mechanizmus szerint az egész világmindenséget ún. Higgs-tér tölti ki, és az ezzel való kölcsönhatásból származik a részecskék tömege. Hogy ez pontosan mit jelent, arról Horváth Dezső fizikust, professzor emeritust kérdeztük.

"Emmy Noether német matematikus a harmincas években kidolgozta azt a módszert, hogyan lehet szimmetriákból kölcsönhatásokat levezetni a részecskefizikában" – mondta a témával kapcsolatban Horváth. Ennek eredményeképpen három alapvető kölcsönhatást, a gyenge és erős, valamint az elektromágneses kölcsönhatást alapvető szimmetriákból származtatjuk.

Az atommagot összetartó kölcsönhatást nevezzük erősnek, a részecskéket bomlasztó kölcsönhatást gyengének, az anyagot összetartó kölcsönhatást pedig elektromágnesesnek.

Horváth kitért arra, hogy az elméletnek volt egy nagy problémája, "nem tudta elviselni a részecskék tömegét". Ez a probléma megoldatlan maradt egészen addig, míg egy japán fizikus, Yoichiro Nambu 1960-ban felismerte azt, hogy "szimmetriasértéssel lehet tömegeket teremteni". Szimmetriasértésről beszélünk, például, ha egy gömböt – amelyet bármely irányból nézzük, ideális esetben szimmetrikus – egy pontján megnyomunk, megsértjük szimmetriáját, egy tengely mentén, mely tengely mentén ugyan szimmetrikus marad, de más tengelyein sérül. Ennek mentén jön létre a tömeg.

Jeffrey Goldstone 1962-ben pedig a szimmetriasértéssel járó következményekre figyelt fel, a Goldstone-bozonok létezésére.

Higgs egy olyan erőtér létezését sejtette, amely áthatja a vákumot, és amely képes szimmetriasértést okozni. A Higgs-mező szimmetriasértése is létrehoz egy közvetítő részecskét, ezt nevezzük Higgs-bozonnak. A Higgs-mechanizmuson keresztül a sértett szimmetriához tartozó mértékbozonok és a hozzá tartozó kölcsönhatásban részt vevő anyagi részecskék tömeget nyernek a Higgs-bozon belső átrendeződése folytán.

A standard modell erre a spontán szimmetriasértésre épül. Az 1972-ben megjelent elmélet igazolása volt többek közt a Nagy Hadronütköztető (LHC) feladata is.

A teljes beszélgetést a fenti lejátszóra kattintva, a műsor első felében hallgathatják meg.