Higgs bosoi

Higgs bosoi
Konposaketa	baliorik ez ()
Elkarreraginak	elkarrekintza nuklear ahul, elkarrekintza elektromagnetiko, grabitazio, Higgsen eremu eta Higgsen eremu
Antipartikula	Higgs bosoi
Aurkitua	CERN, ATLAS experiment (en) eta CMS experiment (en)  2012
Masa inbariantea	125,26 GeV/c², 124,97 GeV/c² eta 125,11 GeV/c²
Bataz besteko bizitza	0,000156 as eta 0 as
Partikula desegitea	W eta Z bosoi elektroi fotoi
Karga elektrikoa	0 e

Higgs bosoia funtsezko partikula hipotetiko masibo bat da. Bere existentzia partikulen fisikako eredu estandarrak iragartzen du. Paper garrantzitsu bat betetzen du beste funtsezko partikula batzuen masaren azalpenean, batez ere masarik gabeko fotoiaren eta W eta Z bosoi astunen arteko diferentzia. Masadun funtsezko partikulak eta fotoiek eragindako elkarreragin elektromagnetikoaren eta W eta Z bosoiek eragindako elkarreragin nuklear ahularen arteko diferentzia kritikoak dira materiaren egitura mikroskopikoaren (eta hala makroskopikoaren) arlo askotan. Honekin, partikula existitzen bada, Higgs bosoiak eragin handia izango luke fisikan eta egungo munduan. Egundaino, aztertu eta argitaratutako datu enpirikoen metaketa ez da nahikoa zuzenean Higgs bosoiaren existentzia baieztatzeko, hala ere, eredu estandarreko funtsezko partikulen artean oraindik esperimentalki behatua izan ez den bakarra da.

Higgs mekanismoa, bosoi bektoreari masa ematen diona 1964an teorizatu zuten Peter Higgsek, François Englertek eta Robert Broutek (Philip Andersonen ideiekin lanean ari zirenak), baita modu independentean Gerald Guralnikek, Carl Richard Hagenek eta T. W. B. Kibblek. Higgsek -Physical Review aldizkarira zuzendutako gutun bati gehitutako iruzkin batean- partikula eskalar masibo baten existentzia teoriaren froga bat izango litzatekeela proposatu zuen. Steven Weinberg eta Abdus Salam izan ziren Higgsen mekanismoa simetria elektroahularen hauste espontaneoari aplikatzen lehenak. Teoria elektroahulak W eta Z bosoien antzeko masa duen partikula neutro bat iragartzen du.

Higgs bosoia deitutako partikula Higgsen eremuko osagaietako baten kuanto bat da. Toki huts batean Higgsen eremuaren esperotako hustasun balioa (EHB) zeroren ezberdina da eta konstante mantentzen da denboran zehar eta unibertsoko toki guztietan. Higgsen eremu baten EHBa konstantea da eta 246 GeVekoa. Hutsa ez den EHB baten existentziak ezinbesteko garrantzia du: masa bat ematen dio funtsezko partikula bakoitzari, Higgs bosoiari berari barne. Bereziki zero balioa ez duen EHB bat espontaneoki hartzeak gaugetar simetria elektroahula hausten du, Higgsen mekanismoa bezala ezagutzen den fenomenoa. Hau da gauge bosoi bati masa emateko gai den mekanismo sinplea, gauge eremu teoriarekin ere bateragarria dena.

Partikulen fisikako eredu estandarrean Higgsen eremu bat kargatutako bi eremu eta neutroak diren beste bitan datza. Kargatutako bi osagaiak eta neutroetako bat Goldstonen bosoiak dira, masarik ez dutenak eta hurrenez hurren W eta Z bosoi masiboen hirugarren polarizazioko luzekako osagaietan bihurtzen direnak. Gainontzeko osagai neutroen kuantikotasuna Higgsen bosoi masiboei dagokie. Higgsen eremu bat eremu eskalarra da, Higgsen bosoiak zero espina du eta ez du berezko momentu angeluarrik. Higgs bosoia bere antipartikula propioa ere bada eta CPT simetria du.

Eredu estandarrak ez du Higgs bosoiaren masaren balioa iragartzen. Bosoi honen masa 115 eta 180 GeV artean baldin badago, orduan eredu estandarra baliozkoa izan daiteke eskala energetiko guztietan Plancken eskalaraino (10¹⁶ TeV). Teoria asko TeVeko eskalan sor daitekeen eredu estandarretik haratagoko fisika berri baten zain daude, eskala hauek eredu estandarren gabezietan oinarrituta egongo liratekeelarik. Higgs bosoian onartutako masa eskala posiblerik altuena (edo simetria elektroahuleko haustura espontaneo batean) TeV batekoa da; hortik aurrera eredu estandarra ez da baliozkoa mota horretako mekanismorik izan gabe, bateratasuna zenbait dispertsio prozesutan hautsia bait da. Supersimetriazko eredu askok Higgsen bosoiak egungo muga esperimentaletatik apurtxo bat gorago dagoen masa bat izango lukeela iragartzen dute, 120 GeV edo gutxiagokoa.