משתמש:Avneref/מדע/פיזיקה/היגס

המודל הסטנדרטי של פיזיקת החלקיקים
בוזונים	פרמיונים
	קווארקים
פוטון	למעלה	קסום	עליון
גלואון	למטה	מוזר	תחתון
	לפטונים
בוזון Z	נייטרינו אלקטרוני	נייטרינו מיואוני	נייטרינו טאואוני
בוזון W	אלקטרון	מיואון	טאו
בוזון היגס

(List of theoretical physicists)

הספר

החלקיק האלוהי: בוזון היגס והמצוד הגדול ביותר במדע / איאן סמפל שיטת UDC: ספרית עיון סמפל/539.721

• ביום פאי 1966 נסע פיטר היגס למכון למחקר מתקדם בהזמנת מישהו שהכירו בצ'אפל היל. שם נשא הרצאה שהחלה את המיריץ לבוזון.
• מסה; (סמפל):
  • ז'אן בורידן נקב במסה לתיאור האימפטוס, מידת ההתמדה של גוף שקיבל תנועה.
  • יוהן קפלר קידם ההבנה בטענתו שהפלנטות נשארות במסלול ולא עפות לחלל בזכות האינרציה שלהן.
  • אייזק ניוטון הראשון שהסביר את המסה: כמות החומר, שגורמת להתמד. שיער שהחומר מורכב מחלקיקים זעירים, שאלוהים יצר ושאי אפשר לחלק (אטום?). הפרינקיפיה (לטינית) קשה לקריאה, אבל בספרו השני אופטיקה (אנגלית) הסביר זאת יותר בבירור.
  • את האלקטרון גילה JJ ב-1897, קרני קתודה מוסטות ע"י מתח חשמלי; מודל עוגת הצימוקים
  • הפרכה: ארנסט רתרפורד, (גילוי הגרעין ב-1911, פרוטון ב-1918, ונתן את השם).
• שידור הרדיו ה-1 (?): רסיטל של דיים נלי מלבה (ע"ש מלבורן), פרימה-דונה ודיווה קרציה אוסטרלית נערצת באירופה. המארח ארתור בארוז הראה לה את האנטנות הגדולות והסביר שקולה ישודר משם לכל אירופה; "אבל אני לא מטפסת לשם בחיים". היא שרה במחסן סחורות שהוסב לאולפן, "נימפות וסאטירים" של במברג, סרטון באתר יוטיוב, לה בוהם וסיימה בהימנון הבריטי. הרסיטל הוקלט מהשידור והוקלט, הצלחה גדולה ו-10,000 שטרלינג. מימן הלורד רדקליף . תומס, אביו של פיטר, שמע על השידור. החל ללמוד הנדסת חשמל.
• 56 היגס: "הפצצות על יפן משכו אנשים אל הפיזיקה תאורטית, וגרמו לאחרים לעזוב אותה; מאז החלטתי להימנע מכל דבר שקשור לנשק."
• היגס הבין שאין לו כשרון לניסויים; למזלו בדיוק אז נפתח קורס בפיזיקה תאורטית בקינגס קולג' לונדון, אבל רק הוא נרשם. איש לא ידע מה לשאול אותו בבחינה הסופית, אז נתנו לו לנתח מאמר שזה עתה התפרסם, ולא היה סיכוי שקרא אותו. הניתוח הדהים: הוא לא רק הסביר את המאמר, אלא מצא פתרון טוב יותר.
  • המחקר המוביל אז נעשה בהובלת פול דיראק באוניברסיטת קיימברידג'; היגס לא אהב את "אוקסברידג'", ודיראק היה מסוגר ולא אהב להנחות.

סמל CND שאומץ ע"י תנועות שלום

• ב-1960 ביקשה אנטואנט פירי בשם היגס מלינוס פאולינג לבוא ללונדון לפגישה של התנועה לפירוק נשק גרעיני (CND); פאולינג איבד המכתב, כי התבקש לבוא לוועדה למשפט של בית הנבחרים כדי למסור שמות של פעילים, וסרב. כעבור שנתיים זכה בפרס נובל לשלום, השני שלו.
• היגס זכה במישרה שרצה: ניקלוס קמר עבר לאוניברסיטת אדינבורו, למשרה שפינה מקס בורן, והציע להיגס משרת מרצה; קמר היה ההיפך מדיראק, חברותי ופעיל CND, שעסקה אז בפעולה ישירה, כאלף פעילים נאסרו על פריצה לבסיס צוללות גרעיניות אמריקניות בהולי לוך .
• באפריל 1961 היגס קרא מאמר של יויצ'ירו נאמבו על מוליך על (התנגדות 0 בגלל שבירת סימטריה ספונטנית), בו הוא תוהה אם אותו מנגנון יכול לתת לחלקיקים יסודיים את המסה. עבר עם איינשטיין, וכולם ידעו שהוא מקדים את זמנו (לכן גם היה קשה להבינו).
  • היה פוטנציאל גדול, אבל גם פגם: שבירת סימטריה חזתה חלקיקים בעלי מסה זעומה. גם רוברט בראוט (Robert Brout) ופרנסואה אנגלר זיהו.
  • ג'רלד גורלניק (Gerald Guralnik) וקרל ריצ'רד הייגן (C. R. Hagen) למדו לתואר ראשון באוניברסיטת הרווארד וב-MIT והיו חברים, הופיעו להרצאות משותפות. הם עברו ללונדון, שם עבדוס סלאם הוביל קבוצה תאורטיקנים במחקר של סימטריות שבורות. חלקו דירה בהמפסטד, חיממו בתנור חשמלי, ועבדו עם טום קיבל (Tom Kibble). ב-1963 פיליפ אנדרסון פרסם ב-(Physical Review Letters) שטען שהרעיון של נמבו על חלקיקים חסרי מסה נכון, אבל התאוריה שגויה: הם מקבלים מסה מיד אחרי שנוצרים. ב-1964 וולטר גילברט תקף אותו בטענה שהכל שגוי. היגס קרא והתבעס, אבל גילה שהטיעון מעגלי; השתמש בטריק של שווינגר מאלקטרודינמיקה קוונטית, שמנע את הפגם. שלח למגזין מתחרה, של CERN וקיבל תגובה ביקורתית מגילברט. כתב שוב, ולראשונה הציע שהתאוריה מנבאת חלקיק חדש; שלח ל-PRL. הרפרנט הסכים לפרסם, בתנאי שיציין את בראוט-אנגלר (זה היה נמבו), שהקדימו אותו בחודשיים, נקטו דרך שונה אבל הגיעו לתאוריה דומה. גורלניק והייגן כתבו גם הם, ואז הגיעו בדואר 3 המאמרים של היגס ושל בראוט-אנגלר; הוסיפו פסקה ושלחו ב-16 בנובמבר 1964. כולם הציעו שדה חדש בואקום, שנותן מסה רק לחלקיקים מסוימים - בדומה לשבירת סימטריה במוליך-על, שנותן מסה לפוטונים (?). בכנס ב(Feldafing), גרמניה שארגן הייזנברג, כינה את התאוריה "זבל"; גם השאר לא התלהבו. גורלניק נשבר, חזר לארה"ב לאוניברסיטת רוצ'סטר ועבד עם הייגן. ראש החוד לאנרגיות גבוהות, (Robert Marshak) יעץ לו לעזוב סימטריות שבורות אם רוצה להמשיך להיות פיזיקאי. לימים התנצל, שהעצה כנראה עלתה לגורלניק בנובל.
• סטיבן ויינברג היה ב-1967 מדען בן 34 ב-MIT, לשם עבר באוניברסיטת קליפורניה בברקלי כדי שאשתו תלמד משפטים בהרווארד; השגיח על בתו הפעוטה, היה תקוע. ניסה להשתמש במנגנון היגס כדי להסביר הבדלים דקים בין פרוטון לבין נייטרון, רשם משוואות בעיפרון, והגיע לתוצאה מאכזבת: המשוואות הראו שמזון רו חסר מסה - מה שהיה ידוע בוודאות כשגוי. כתב במגזין ג'ורג' ז"ל: "הרבה פעמים כשאתה ניצב מול סתירה כזאת, אין טעם לשבת לשולחן ולעשת חישובים - אתה מסתובב במעגל ללא מוצא; עדיף לתת לבעיה להתבשל בירכתי המוח, בזמן שאתה יטשב על ספסל בפארק ומביט איך בתך משחקת בחול." כעבור חודש מצא פתרון, בזמן שנסע בקמארו האדומה שלו. "החישובים דווקא מתארים היטב את הכוח הרביעי; הייתה לי תשובה נכונה לבעיה הלא-נכונה." הפוטון בלבל אותו, כי לו באמת אין מסה. בחזרה במשרד הצליח לאחד אותו עם האלקטרומגנטיות - בפעם הראשונה מאז ג'יימס קלרק מקסוול. היה חשוב גם כי השתמש במנגנון היגס - שדה היגס הוא שמפריד את הכוח האלקטרו-חלש. משוואות מקסוול - הביסייד ניבאו את קיום הגלים; חישובים של ויינברג ניבאו את בוזוני W ו-Z. המאמר מנובמבר 1967 היה למצוטט ביותר בתחום החלקיקים היסודיים. עבדוס סלאם פרסם ב-1968 בערך אותה תאוריה, שהייתה דומה למחקר כבר מ-1961 של שלדון גלאשו - רק שלו היה חסר מנגנון היגס. שלושתם זכו בנובל, 1979. אילו שמע היגס את גלאשו מרצה ב-1960 אולי היה חוסך 7 שנים - הוא עבד אז כמלצר יין. גלשאו שמע את היגס ב-1966, אבל שכח לקשר את המנגנון עם המחקר שלו. גם גורלניק וג'ון צ'רפ העלו את הרעיון, אבל זנחו. שוחח על כך גם עם ג'ון וארד - ופספסו.
• מרטינוס פלטמן כתב תוכנה בשם Schoonschip (הולנדית: אוניה נקייה), כדי לבטל אינסופים (בדומה לרנורמליזציה של ריצ'רד פיינמן); לא עבד, עד שהכניס גם את מנגנון היגס. נובל (1999) ביחד עם תלמידו חרארד 'ט הופט, שסיפק את התאוריה.
• 112 וילסון; ראויה להגנה...
• 120 כיראליות; תלידומיד
• תחרות בין CERN לבין הטווטרון בפרמילאב. ב-1959 שברו שיא אנרגיה רוסי: 24 GeV, ופתחו בקבוק וודקה שקיבלו מהמאיץ הרוסי בהמכון המאוחד למחקר גרעיני בדובנה (Nuclotron); המנהל ג'ון אדמס שלח את הבקבוק הריק עם צילום פולרואיד של הפולס.
  • ב-1999 עשו שיפורים רבים ב-מאיץ LEP: קירור, שימוש מחדש ביחידות ישנות, הסטה של מסלולי האלומות; הפעילו רק מעל 208 GeV, עם הרבה תקלות וללא גיבוי של קליסטרון נוסף.
• בארה"ב הוחלט לבנות מאיץ חדש, Superconducting Supercolider, SSC. הנשיא רייגן אישר, אבל היו מתנגדים כבדים: אנדרסון, וג'יימס קרומהנסל
• 154 ויינברג: אלוהים
• 158 קלינטון
• 161 טקסס 162 לדרמן, אלוהי
• 170 CERN חוקי בניה.
• רגע הגילוי: 228...
• המחשה: אשה עוברת בתוך קהל, ש"נותן" לה מסה בכך שמאיט את התקדמותה. האשה = חלקיק חסר מסה, קהל = שדה היגס. עידון: מרגרט ת'אצ'ר

הקרדיט

• ראשונים פרסמו, 1961: בראוט ואנגלר. בראוט מת לפני הנובל (2013). ללית סגל (Lalit Mohan Sehgal) מהמכון לפיזיקה תאורטית באאכן הרצה לאחרונה וכשהשתמש ב"מנגנון היגס" וחש אי נחת בקהל; התנצל, שנהוג להשתמש במדען בעל השם הקצר (Higgs); "גם בשם שלי יש רק 5 אותיות!" אמר בראוט. כיום אין טענות להיגס על קרדיט.
• היגס פרסם שני, 1964; לראשונה עם ניבוי של בוזון חדש.
• גורלניק, הייגן וקיבל פרסמו מספר שבועות אח"כ. טענו למחיקת הפניות לשמם ממאמרים, מ-1999.
• השימוש ה-1 בשם "היגס": בשקפים שהכין בן לי בועידת רוצ'סטר, 1967. הייגן זוכר בועידת רוצ'סטר בברקלי, 1966, וכתב במחאה. היגס חושב שהשם נדבק בועידה בפרמילאב, 1972. היגס התנגד לשימוש בשמו, והציע: בוזון סקלרי; נהג לומר "מה שמכונו בוזון היגס". למנגנון הציע: "מנגנון ABEGHHK'tH".