מנגנון היגס

מנגנון היגס הוא מודל תאורטי בפיזיקת חלקיקים, המסביר את קיומה של מסת חלקיקי היסוד השונים במסגרת המודל הסטנדרטי. המנגנון מסביר את מסת הפרמיונים ואת מסת בוזוני W ו-Z בעזרת שבירת סימטריה ספונטנית של הכוח האלקטרו-חלש עקב קיומו ותכונותיו של חלקיק הנקרא בוזון היגס. החלקיק והמודל נקראים על שם הפיזיקאי הבריטי פיטר היגס, שחזה את קיומו. את המודל פיתחו בו-זמנית ובאופן בלתי-תלוי גם הפיזיקאים היהודים רוברט בראוט ופרנסואה אנגלר מבלגיה. על תגלית זאת, שאושרה בניסוי במאיץ החלקיקים ב-CERN זכו פיטר היגס ופרנסואה אנגלר בפרס נובל לפיזיקה ב-2013[1].

מנגנון היגס הוא דוגמה למנגנון שבירת סימטריה ספונטנית, אשר קיים גם במערכות נוספות, כמו במוליכי-על ובחומרים מגנטיים.

מנגנון היגס במודל הסטנדרטי

במסגרת המודל הסטנדרטי, בוזוני ה-W,Z, הגלואונים והפוטון ההתחלתיים מתוארים כבוזוני כיול חסרי מסה, שקיומם נדרש כדי להבטיח שימור של סימטריות הכיול:

.

מנגנון היגס מניח את קיומו של חלקיק בעל ספין 0 - בוזון היגס. חלקיק זה מקיים אינטראקציות חלשות עם חלקיקי "החומר" - הפרמיונים, שעקב האינטראקציה מקבלים מסה במודל הסטנדרטי.

בניגוד לשאר חלקיקי המודל הסטנדרטי, לחלקיק זה יש ערך תצפית שונה מאפס במצב היסוד שלו. המשמעות היא שלבוזון היגס יש ערכים נמדדים שונים מאפס בריק - כלומר המרחב מלא ברקע של שדה היגס גם בריק מוחלט. האינטראקצייה בין שדה הרקע של בוזון ההיגס לבין חלקיקי המודל הסטנדרטי שוברת את הסימטריה , כך שנוצרות מסות לבוזוני הכיול W ו-Z, ובנוסף נוצרות האינטראקציות המאפשרות מסה לפרמיונים. ההיגס אינו משתתף באינטראקצייה האלקטרו-מגנטית ולא באינטראקציה החזקה, ולכן הוא לא שובר אותן ולא משפיע על מסת הפוטון והגלואונים הנושאים כוחות אלו.

Other Languages