בואו לגלות את עמוד הכתבה החדש שלנו
 

אתם מחוברים לאתר דרך IP ארגוני, להתחברות דרך המינוי האישי

טרם ביצעת אימות לכתובת הדוא"ל שלך. לאימות כתובת הדואל שלך  לחצו כאן

לקרוא ללא הגבלה, רק עם מינוי דיגיטלי בהארץ  

רשימת קריאה

רשימת הקריאה מאפשרת לך לשמור כתבות ולקרוא אותן במועד מאוחר יותר באתר,במובייל או באפליקציה.

לחיצה על כפתור "שמור", בתחילת הכתבה תוסיף את הכתבה לרשימת הקריאה שלך.
לחיצה על "הסר" תסיר את הכתבה מרשימת הקריאה.

סיכום שנה

2012 במדע: שנת ההיגס

השנה החולפת היא השנה בה התגלה אחד המרכיבים החשובים ביותר להבנת סודות היקום והחומר. טור אורח של חוקרת במאיץ החלקיקים בסרן

26תגובות

שנת 2012 היתה שנה מרגשת במיוחד בהבנת מבנה החומר. סוף סוף גילינו את בוזון ההיגס, החלקיק שחייב היה להתקיים כדי שהבנתנו את החומר לא תתפרק כמגדל קלפים. הבוזון החמקמק, אותו מחפשים כבר 40 שנה, התגלה באמצעות מחקר במאיץ ה-LHC (מאיץ ההדרונים הגדול בז'נבה) בזכות שני גלאים. לנו - פיסיקאי החלקיקים הישראלים - היתה הזכות להשתתף בהקמת אחד מהם ולחקור בו. אבל מהו בוזון ההיגס? מהו ה-LHC? ומה הכוונה "גילינו"?

פיסיקאים הצליחו להסביר את כל הממצאים על מבנה החומר בנוסחה אלגנטית אחת, אותה ניתן לכתוב על דף בודד. התאוריה הזאת הצליחה להסביר הכול, מלבד המסה של החלקיקים. מסה של חלקיקים היא כמשקולת המונעת מהם לנוע במהירות האור. אנחנו יודעים שלחלקיקים יש מסות כי מדדנו אותן, אך כדי שבתאוריה יוכלו להיות לחלקיקים מסות, צריך היה להמציא את בוזון ההיגס. ההמצאה פתרה את הבעיה בנוסחה באופן כה אלגנטי, שאומצה מיד. אבל בוזון ההיגס לא היה אחד מהחלקיקים שהכרנו, לכן החלו לחפש את עקבותיו בניסויים שונים.

איך מחפשים? כשעורכים ניסוי, גורמים לחלקיקים מוכרים, כמו אלקטרונים ופרוטונים, להתנגש אחד בשני במהירויות גבוהות. על פי חוקי הטבע, בהתנגשות יכולים להיעלם החלקיקים המקוריים, ולהיווצר במקומם חלקיקים אחרים. האנרגיה של המהירות הגדולה יכולה להפוך למסה של חלקיק על פי נוסחתו הידועה של איינשטיין - E=Mc2. המסה (M) שנוצרת תוכל להיות גדולה ככל שהאנרגיה (E) הנובעת מהאצת הפרוטונים, גדולה יותר.

התאוריה האלגנטית שלנו אומרת הכול על חלקיקים, מלבד מהי המסה של בוזון ההיגס עצמו. אם המסה שלו גדולה מהמסה המקסימלית שאפשר לייצר במאיץ שלך, לא תוכל לייצר אותו, וגם לא לחקור אותו. 40 השנים האחרונות היו רצופות במאיצים ובניסויים שבסופם נשארה השאלה: האם בוזון ההיגס לא קיים, או שלמאיץ שלנו אין די אנרגיה לייצר אותו? ואז הגיע ה-LHC. מדובר במאיץ שמגיע לאנרגיה הגדולה בהרבה מכל אלה שהיו לפניו. יתר על כן, האנרגיה שלו כה גדולה שאילו לא יכול היה להיווצר בה בוזון ההיגס, היה הדבר סותר את התיאוריה.

אבל גם כאשר נוצר ההיגס בהתנגשויות ה-LHC, יש צורך למדוד את תוצרי ההתנגשות כדי למדוד את עקבותיו. לשם כך בנינו, בשיתוף עם מדענים מכל העולם, מכונה לגילוי חלקיקים בשם גלאי "אטלס". כל התנגשות יוצרת קבוצת חלקיקים המתפזרת מנקודת ההתנגשות. אם נוצר ההיגס, הוא ידעך מיד לקבוצות חלקיקים המנובאות על ידי התאוריה: שני חלקיקי אור, או שני זוגות של אלקטרונים או מיואונים, או קבוצות אחרות. התוצרים הללו משאירים עקבות בגלאי ועלינו לזהות אותם, ולזהות שמקורם בדעיכת ההיגס.

ב-2010, התחיל המאיץ לנגש פרוטונים פעם אחרי פעם - 20 מיליון פעמים בשנייה. בכל התנגשות קורה משהו, אל ברוב המקרים קורה משהו מוכר, וההיגס נוצר רק בחלק קטן מאוד מההתנגשויות. לכן דרוש זמן לאיסוף נתונים המאפשרים לזהות אותו. בסוף 2011, ניתוח הנתונים שנאספו הראה שבמסה מסוימת יש סימן קטן שאולי ההיגס קיים בו.

בשנת 2012, נאספו עוד נתונים רבים והתמונה התבהרה: סוף סוף, ב-4 ביולי ניתן היה להכריז שחלקיק חדש הדומה להיגס התגלה במקביל בשני ניסויים גדולים ב-LHC, אחד מהם הניסוי שלנו – ה"אטלס". עדיין צריך לאסוף עוד נתונים רבים על חלקיק זה כדי לבדוק אם תכונותיו אכן מתאימות להיגס התיאורטי. תכונות שונות במקצת יכולות להוביל לגילויים של תיאוריות שיסבירו עוד יותר.

גילוי בוזון ההיגס היה אירוע מרגש עבורנו, שהשתתפנו בגילויו, והתקדמות משמעותית בהבנת האנושות את מבנה החומר. לצד ההתרגשות הגדולה מהגילוי, יש לציין שלא מצאנו (עדיין) חלקיקים נוספים אותם אנחנו מחפשים, והיו יכולים להוביל אותנו למחוזות של תיאוריות יפות, שעדיין אין סימנים לנכונותן.

שלומית טרם היא פרופסור בפקולטה לפיסיקה בטכניון וחוקרת בניסוי אטלס שבמאיץ ה-LHC
 



תגובות

דלג על התגובות

בשליחת תגובה זו הנני מצהיר שאני מסכים/מסכימה עם תנאי השימוש של אתר הארץ

סדר את התגובות
*#
בואו לגלות את עמוד הכתבה החדש שלנו