Higgsboson

Die Higgsboson of Higgsdeeltjie is in deeltjiefisika ’n hipotetiese elementêre deeltjie wat saam met die Higgsveld massa aan ander deeltjies verleen en waarsonder die heelal geen massa sou gehad het nie.

Die boson word soms ook die "God-deeltjie" genoem na aanleiding van die titel van ’n boek deur die Nobelprys-wenner Leon Lederman, The God Particle: If the Universe Is the Answer, What Is the Question? (1993), waarin die skrywer onder meer beweer dat die ontdekking van die deeltjie noodsaaklik is om die struktuur van materie finaal te verstaan. Wetenskaplikes hou egter nie van dié term nie.

Die bestaan van die Higgsboson is op 14 Maart 2013 tentatief deur die Europese Organisasie vir Kernnavorsing (CERN) bevestig.

Agtergrond 
In deeltjiefisika gee elementêre deeltjies en fundamentele wisselwerkings vorm aan die wêreld om ons. Die Standaardmodel is ’n teorie wat hierdie deeltjies, waaruit alle materie en straling bestaan en wat dus die basiese boublokke van die heelal is, beskryf. Dit verduidelik feitlik alles wat ons waarneem behalwe swaartekrag.

Tot in die 1960's het die Standaardmodel egter nie verklaar hoe elementêre deeltjies massa verkry nie. In 1964 is die bestaan van die Higgsboson voorspel om dié meganisme te verduidelik. Die tentatiewe ontdekking daarvan in Julie 2012 kan bewys dat die Standaardmodel wesenlik korrek is. As dit blyk dié boson is nie die Higgsdeeltjie nie, sal die mens dalk moet herbesin oor hoe die heelal saamgestel is.

Die boson is genoem na die Britse fisikus Peter Higgs wat die bestaan daarvan voorgestel het. Volgens hom en ander wetenskaplikes was die heelal in die eerste biljoenste van ’n sekonde ná die Groot Knal gevul met deeltjies sonder enige massa wat teen die spoed van lig deur die lug geblits het. Vanweë hul interaksie met die Higgsveld het die deeltjies massa verkry en eindelik die heelal gevorm. Die Higgsveld is ’n teoretiese en onsigbare energieveld wat deur die hele heelal voorkom. Deeltjies kry massa deur ’n voortdurende wisselwerking met dié veld. Sommige deeltjies, soos die fotone wat lig vorm, word nie daardeur geraak nie en hulle het dus geen massa nie.

Die groot soektog 
Eksperimente om die bestaan van die boson te bevestig en die aard daarvan vas te stel het eers in die 1980's in alle erns begin en in 2010 momentum gekry met die ingebruikneming van die CERN se Groot Hadronversneller (GHV).

Omdat die deeltjie feitlik dadelik verval nadat dit ontstaan het (binne ’n septiljoenste van ’n sekonde), kan net baie hoë-energie-deeltjieversnellers dit waarneem en registreer. Die GHV is die wêreld se grootste en kragtigste versneller, ’n pyp van 27 km lank in ’n tonnel 100 m onder die grond op die grens tussen Frankryk en Switserland. Twee strale protone word in teenoorgestelde rigtings afgevuur en bots teen mekaar. Dit veroorsaak baie miljoene botsings per sekonde tussen deeltjies en herskep so die toestande wat ontstaan het ná die Groot Knal, toe die Higgsveld gevorm het.

Die enorme hoeveelheid inligting word deur talle rekenaars ontleed. Van al die triljoene botsings, is baie min net reg om die Higgsdeeltjie te vertoon. Dit maak die proses uiters langsaam.

Die groot vonds 

Op 4 Julie 2012 is in twee afsonderlike eksperimente die bestaan van ’n voorheen onbekende deeltjie bevestig met ’n massa van sowat  (sowat 133 protonmassas) en dit val binne die massa wat voorspel is die Higgsboson sou wees.

Volgens wetenskaplikes is die kans dat die onbekende deeltjie nie die Higgsboson is nie, een uit ’n miljoen. Hoewel op 14 Maart 2013 tentatief bevestig is dat dit wel die Higgsboson is, is baie verdere werk nodig voordat onteenseglik bewys kan word of dit wel die geval is.

Die deeltjie het reeds bewys dat dit optree en verval op baie maniere wat deur die Standaardmodel voorspel word, en daar is ook tentatief bevestig dat dit ’n pariteit van + en spin van 0 het, twee fundamentele kriteria van ’n Higgsboson. Dit is dus die eerste skalêre deeltjie wat in die natuur ontdek is, hoewel ’n paar eienskappe nog nie ten volle bewys is nie en sommige gedeeltelike resultate nie presies ooreenstem met dit wat verwag is nie. Sommige date moet ook nog verwerk word.

Teen Maart 2013 was dit steeds onseker of die ontdekte boson se eienskappe presies met die Standaardmodel se voorspellings sal ooreenstem en of daar nog Higgsbosone bestaan, soos in sommige teorieë voorspel word.

Verwysings

Eksterne skakels 
 
 Video (04:38) – CERN Aankondiging van die ontdekking van die Higgsboson (4 Julie 2012)
 Op soek na die Higgsboson by CERN
 Why the Higgs particle is so important! 
 The God Particle: If the Universe Is the Answer, What Is the Question? ISBN 978-0-618-71168-0

Elementêre deeltjies