בוזון היגס

בוזון היגס הוא חלקיק יסודי במודל הסטנדרטי של פיזיקת החלקיקים.
בוזון, חלקיק בעל ספין שלם (תכונה של תנע זוויתי קוונטי). הוא קוונטום של שדה היגס. השדה הזה מסביר כיצד חלקיקים אחרים מקבלים מסה.
החלקיק נקרא על שמו של פיטר היגס.

הרעיון עלה ב־1964 על ידי כמה קבוצות מדענים, ביניהן בראוט ואנגלר ופיטר היגס. הם תיארו מנגנון שבירת סימטריה ספונטנית, תהליך שבו שדה ברקע מקנה מסה לחלקיקים בלי לשבור את חוקי תורת הכיול (כיול = חוקי סימטריה חשובים בתאוריה).
הניסוי המרכזי לחיפוש אחרי בוזון היגס בוצע במאיץ LHC של CERN. ב־4 ביולי 2012 קבוצות ATLAS ו‑CMS דיווחו על גילוי חלקיק בעל מסה שמתאים לציפיות, כ־125 GeV/c2.
ב־14 במרץ 2013 הכריזו המדענים שהם משוכנעים שמדובר בבוזון היגס. בעקבות זאת הוענק פרס נובל לפיזיקה לפיטר היגס ופרנסואה אנגלר.

השדה הקרוי שדה היגס מקבל ערך לא־אפס בריק (ציפייה לערך שונה מאפס בריק = vacuum expectation value). משמעות הדבר היא שחלקיקים נעים בתוך רקע זה ומקבלים מסה בעקבות האינטראקציה עמו.
ההמנגנון מסביר במיוחד את המסה של בוזוני ה‑W וה‑Z (נושאי הכוח של האינטראקציה החלשה) וכן מאפשר מסה לפרמיונים (חלקיקי חומר כמו קווארקים ולפטונים).
בוזון היגס הוא חלקיק סקלרי (סקלרי = אין לו ספין), נייטרלי וחסר מטען. הוא מתפרק במהירות לאחר היווצרותו, ולכן נצפה דרך תוצרי ההתפרקות שלו.

ניסויים קודמים, כמו LEP ו‑Tevatron, הציבו גבולות על מסת היגס. המודל הסטנדרטי עצמו לא מחזה את ערך המסה המדויק, ולכן מדידות וטיפולים תאורטיים הטילו מגבלות לפני הגילוי.
קיימות הרחבות של המודל הסטנדרטי, למשל סופר־סימטריה (SUSY), שחוזות מספר בוזוני היגס במקום חלקיק יחיד.

מנגנון היגס מאפשר לשמור על תאוריות הכיול כאשר בוזוני הכוח מקבלים מסה. בוזון היגס אינו משתתף באינטראקציה האלקטרו‑מגנטית או החזקה, ולכן אינו משנה את המסות של הפוטון או הגלואונים.

בוזון היגס כונה לעתים "החלקיק האלוהי" (The God Particle) עקב חשיבותו והיותו קשה לזיהוי. בכינוי אחר מופיע גם "בוזון בקבוק השמפניה", בגלל צורת הפוטנציאל של השדה שנראית כמו תחתית בקבוק שמפניה.

בוזון היגס הוא חלקיק קטן מאוד. בוזון = חלקיק עם תכונה שנקראת ספין שלם.
הוא קשור לשדה היגס. שדה = משהו שממלא את החלל ומפעיל השפעה על חלקיקים.
השדה הזה עוזר לחלקיקים לקבל מסה. מסה = כמו משקל קטן מאוד שמגדיר איך הם נעים.

מדענים חשבו על הרעיון בשנות ה־60. שמו של פיטר היגס קשור לזה.
בשנת 2012 במאיץ LHC גילו חלקיק שמתאים לתיאור.
החוקרים מצאו שהמסה שלו היא בערך 125 GeV (GeV = יחידת מסה באנרגיה).
לאחר מכן הוענק פרס נובל לפיטר היגס ולפרנסואה אנגלר.

בוזון היגס הוא סקלרי, אין לו ספין (ספין = תנועת סיבוב קוונטית).
הוא נייטרלי, אין לו מטען חשמלי.
הוא נעלם מהר מאוד וצריך מאיץ חזק כדי לייצר אותו.

הכינוי המפורסם לו הוא "החלקיק האלוהי". אנשים גם קוראים לו "בוזון בקבוק השמפניה".
השם הזה בא בגלל ששרטוט של השדה דומה לצורת בקבוק שמפניה.