Search This Blog

Sunday, August 12, 2012

ჰიგსის ბოზონი


ჰიგსის ბოზონი — ელემენტარული ნაწილაკი, რომლიც შემოტანილია ელემენტარული ნაწილაკების ფიზიკაში სტანდარტული მოდელის თანახმად. ჰიგსის ბოზონის არსებობის საკითხს უდიდესი მნიშვნელობა აქვსელემენტარული ნაწილაკების ფიზიკაში, რადგანაც მას შეუძლია დაამტკიცოს ჰიპოთეტური ჰიგსის ველის არსებობა. ჰიგსის ველი წარმოადგენს სიმეტრიის დარღვევის მექანიზმის ასახსნელად შემოტანილ უმარტივეს და ყველაზე ხელსაყრელ წყაროს. სიმეტრიის დარღვევის ასეთი გზით ზოგიერთი ნაწილაკი იძენს მასას. ჰიგსის ველის არსებობის დადასტურება ან უარყოფა, სავარუდოდ უდიდეს მნიშვნელობას იქონიებს ადამიანის მიერ სამყაროს შემეცნების საკითხზე, მიუთითებს რა არსებული თეორიებიდან თუ ნაწილაკების ფიზიკის რომელი თეორიაა უფრო კორექტული და გააღებს სარკმელს „ახალი ფიზიკისთვის“ არსებული თეორიების მიღმა. სადღეისოდ წამყვანი თეორიის თანახმად ზოგიერთი ნაწილაკი მასას იძენსჰიგსის ველთან ურთიერთქმედების შედეგად, რომელსაც არანულოვანი სიდიდე აქვს ყველგან, სხვამხრივ ცარიელ სივრვეშიც კი. თუ ეს თეორია სწორია, მაშინ უნდა არსებობდეს შესაბამისი ბოზონი, ჰიგსის ველის უმცირესი შესაძლო აღგზნება და აღმოჩენადიც უნდა იყოს იგი. რასაც მივყავართ თეორიის გადამწყვეტ გამოცდამდე. შესაბამისად, ეს ნაწილაკი არის ხანგრძლივი ძიების საგანი ნაწილაკების ფიზიკაში. CERN-ში შვეიცარიის ქალაქ ჟენევაში არსებული დიდი ადრონული კოლაიდერის (LHC)— ყველაზე მძლავრი ნაწილაკების ამაჩქარებლისა და ერთერთი ყველაზე რთული სამეცნიერო ინსტრუმენტის, რაც ოდესმე აგებულა — ერთერთ ძირითად მიზანს წარმოადგენს ჰიგსის ბოზონის არსებობის შემოწმება და მისი პარამეტრების გაზომვა, რაც ფიზიკოსებს თანამედრეოვე თეორიის ამ ქვაკუთხედის დადასტურების საშუალებას მისცემდა.
ჰიგსის ბოზონს სახელი ეწოდა პიტერ ჰიგსის გამო, რომელმაც 1966 წელს ორ სხვა ჯგუფთან ერთად შემოიტანა მექანიზმი, რომელიც გულისხმობდა ასეთი ნაწილაკის არსებობას და ის იყო ერთადრთი, რომელმაც იწინასწარმეტყველა მასიური ნაწილაკის არსებობა და დაადგინა მისი ზოგიერთი თეორიული მახასიათებლები. ამ ნაწილაკს მედიაში ძალიან ხშირად მოიხსენიენბენ, როგორც „ღმერთის ნაწილაკს“ ამ თემაზე ლეონ ლადერმანის წიგნის სათაურის მიხედვით. მიუხედავად იმისა, რომ ეს ნაწილაკი მნიშვნელოვანიცაა და ძნელად მოსახელთებელიც, მისი ასეთი ეპითეტი ძლიერ ანტიპათიას იწვევს ფიზიკოსებში, მიიჩნევენ რა, რომ ესაა შეცდომაში შეყვანა და გაზვიადება,  რადგან ძირითადი მიზანია ჰიგსის ველის შესწავლა. თვით ველი და არა ბოზონი ანიჭებს მასას თეორიულად სხვა ნაწილაკებს.
სტანდარტული მოდელის თანახმად ჰიგსის ნაწილაკი არის ბოზონი, ისეთი სახეობა ნაწილაკებისა, რომლებიც ნებას რთავს მრავალ იდენტურ ნაწილაკს იმყოფებოდეს ერთი და იმავე ადგილას ერთი და იმავე კვანტურ მდგომარეობაში. მას არა აქვს სპინიელექტრული მუხტიდა ფერადი მუხტი. ის არის აგრეთვე ძლიერ არასტაბილური, იშლება რა სხვა ნაწილაკებად თითქმის დაუყოვნებლივ. თუ ნაჩვენები იქნება, რომ ჰიგსის ბოზონი არ არსებობს, სხვა უჰიგსო მოდელები უნდა იქნან განხილული. სტანდარტული მოდელის ზოგიერთ გაფართოებაში შეიძლება ასევე არსებობდეს მრავალფეროვანი ჰიგსის ბოზონები.

2012 წლის 4 ივლისს CMS-ისა და ATLAS-ის ექსპერიმენტულმა ჯგუფებმა (LHC)-ზე დამოუკიდებლად განაცხადეს, რომ თითეულმა დაადასტურა აღმოჩენა მანამდე უცნობი ბოზონის მასით 125 გევ/c2 და 127 გევ/c2-ს შორის, რომელთა ყოფაქცევა ჯერჯერობით „თავსებადია“ ჰიგსის ბოზონთან, ამავდროულად აღნიშნავენ, რომ საჭიროა მონაცემების შემდგომი ანალიზი, ვიდრე საბოლოოდ ამოიცნობენ ჰიგსის ნაწილაკს ახლად აღმოჩენილ ნაწილაკში. 
ჰიგსის ბოზონის გამოჩენის სიმულაცია
შემადგენლობა:ელემენტარული ნაწილაკი
ნაწილაკის სტატისტიკა:ბოზონური
სტატუსი:სავარაუდოდ დაფიქსირებული — აღმოჩენილია რაღაცბოზონი „თავსებადი“ ჰიგსის ბოზონთან, მაგრამ 2012 წლის ივლისის მონაცემებით, იგი საბოლოოდ არ არის იდენტიფიცირებული, როგორც ჰიგსის ნაწილაკი.
თეორიული აღმოჩენაფ. ენგლერტირ. ბრუტი,პ. გიგსი, გ. გურალნიკი, კ. რ. ჰაგენი და ტ. ზ. ბ. კიბლი. 1964
აღმოჩენასავარაუდოდ დაფიქსირებული 2012 წლის 4 ივლისისთვის,ATLAS-ისა და CMS-ის მიერ.
სიმბოლოH0
სახეობასტანდარტულ მოდელში; 5 ან მეტისუპერსიმეტრიულმოდელებში
მასა:125.3 ± 0.6 გევ/c2 ∼126 გევ/c2
საშუალო სიცოცხლის ხანგრძლივობა10-21 წმ
ელექტრუული მუხტი:0
ფერადი მუხტი:0
სპინი:0

Friday, June 8, 2012

მაქსველ-ფარადეის განტოლება

ფარადეის კანონის დიფერენციალურ ფორმას, რომელსაც ხშირად მაქსველ-ფარადეის განტოლებას უწოდებენ აქვს სახე:


სადაც:
\nabla\times არის როტორი
E არის ელექტრული ველის დაძაბულობა
B არის მაგნიტური ველის ინდუქცია
მაქსველ-ფარადეის განტოლება წარმოადგენს მაქსველის განტოლებებიდან ერთ-ერთს

ფარადეის ინდუქციის კანონი


ფიზიკაში ფარადეის ინდუქციის კანონი არის ელექტროდინამიკის საბაზისო კანონი, რომელიც განსაზღვრავს კავშირს ცვლად მაგნიტურ ველსა და მის მიერ გენერირებულ ელექტრულ ველს შორის. ფარადეის კანონის მიხედვით:
რაიმე ჩაკეტილ კონტურში გენერირებული ელექტრომამოძრავებელი ძალა ტოლია ამ კონტურის გამჭოლი მაგნიტური ნაკადის ცვლილების სისწრაფისა.

ელექტრომაგნიტური ინდუქციის მოვლენა დამოუკიდებლად აღმოაჩინეს მაიკლ ფარადეიმ და ჯოზეფ ჰენრიმ 1831 წელს, თუმცა ფარადეი იყო პირველი, რომელმაც მისი ექსპერიმენტების შედეგები გამოაქვეყნა განავრცო რა ფარადეის შრომები, ჯეიმს კლერკ მაქსველმა ეს კანონი რაოდენობრივას შემდეგნაირად ჩამოაყალიბა:

სადაც:
|\mathcal{E}| არის ელექტრომამოძრავებელი ძალა ვოლტებში
ΦB არის მაგნიტური ნაკადი რომელიც განჭოლავს კონტურს ვებერებში.

Wednesday, February 1, 2012

საერთაშორისო ექსპერიმენტული თერმობირთვული რეაქტორი

ITER (იტერ) — საერთაშორისო ექსპერიმენტული თერმობირთვული რეაქტორის პროექტი. საწყისი აკრონიმი მიღებულ იქნა ინგლისური დასახელებიდან International Thermonuclear Experimental Reactor. ამჟამად იგი ოფიციალურად არ ითვლება აბრევიატურად, არამედ უკავშირდება ლათინურ სიტყვას iter — გზა.
იტერის მიზანია თერმობირთვული რეაქტორის შექმნის შესაძლებლობის დემონსტრაცია და ფიზიკური და ტექნოლოგიური პრობლემების გადაწყვეტა, რომლებიც ამ მიზნის განხორციელებას შეიძლება თან ახლდეს. მოცემული მომენტისთვის რეაქტორის პროექტირება უკვე დასრულებულია და არჩეულია ადგილის მისი მშენებლობისთვის - კადარაშის (Cadarache) კვლევით ცენტრში.