The basics of the Higgs boson - Dave Barney and Steve Goldfarb

Τα βασικά στοιχεία του μποζονίου του Χιγκς - Ντέιβ Μπάρνεϊ και Στιβ Γκόλντφαρμπ

Transcriber: Andrea McDonough Reviewer: Jessica Ruby

Μετάφραση: Panagiota Prokopi Επιμέλεια: Stefanos Reppas

So two guys walk into a bar.

Δύο τύποι μπαίνουν σ' ένα μπαρ.

Really?

No, seriously.

Αλήθεια;

Two guys walk into a bar,

Όχι, σοβαρά.

Δύο τύποι μπαίνουν σ' ένα μπαρ, σε ένα με παγωτά.

an ice cream bar:

Dave, a physicist working on the Large Hadron Collider at CERN,

Ο Ντέιβ,ένας φυσικός που εργάζεται στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων στο CERN,

the European laboratory for particle physics,

το ευρωπαϊκό εργαστήριο σωματιδιακής φυσικής

and Steve, a blues singer.

και ο Στιβ, ένας μπλουζ τραγουδιστής.

"Dave, how's it going?"

«Ντέιβ, πώς πάει;»

"Steve, good to see you!"

«Στιβ, χαρά μου που σε βλέπω!»

"Two scoops of chocolate almond for me."

«Δύο μπάλες παρφέ σοκολάτα για μένα». «Εγώ ένα μιλκσέικ βανίλια».

"Vanilla shake."

"Hey, I just saw something about the LHC on TV.

«Μόλις είδα στην τηλεόραση να λένε κάτι για τον LHC.

You guys found bozo in your detector?"

Η ομάδα σου βρήκε μποζόνιο στον ανιχνευτή σας;»

"Well, not exactly.

«Όχι ακριβώς.

We found a boson,

Βρήκαμε ένα μποζόνιο, μάλλον το μποζόνιο του Χιγκς».

probably the Higgs boson."

"What's that?"

«Τι είναι αυτό;»

"It's a particle."

«Αυτό είναι ένα σωματίδιο».

"Don't you find particles all the time?"

«Δεν βρίσκετε σωματίδια όλη την ώρα;»

"Yes, but this one means

«Ναι, αλλά αυτό σημαίνει πως το πεδίο του Χιγκς όντως υπάρχει».

that the Higgs field might really exist."

"Field? What field?"

«Πεδίο; Ποιο πεδίο;»

"The Higgs field.

«Το πεδίο του Χιγκς.

It's named after Peter Higgs,

Πήρε το όνομα του από τον Πήτερ Χιγκς, αν και πολλοί άλλοι συνέβαλαν στην ιδέα.

although many others contributed to the idea.

It isn't a field, like where you grow corn,

Δεν είναι πεδίο σαν χωράφι για καλαμπόκι αλλά ένα υποθετικό, αόρατο δυναμικό πεδίο

but a hypothetical, invisible kind of force field

that pervades the whole universe."

που εξαπλώνεται σε όλο το σύμπαν».

"Hmmmm, okay.

«Μμμ, Εντάξει.

If it pervades the whole universe,

Αλλά αν εξαπλώνεται παντού τότε γιατί δεν το έχουμε δει ποτέ;

how come I've never seen it?

That's a bit strange."

Είναι λίγο παράξενο».

"Well, actually, it's not that strange.

«Λοιπόν, στην πραγματικότητα δεν είναι και τόσο παράξενο.

Think of the air around us.

Σκέψου τον αέρα γύρω μας.

We can't see it or smell it.

Δεν μπορούμε να τον δούμε ή να τον μυρίσουμε.

Well, perhaps in some places we can.

Ίσως σε μερικά μερικά μέρη μπορούμε.

But we can detect its presence with sophisticated equipment,

Μπορούμε όμως να τον ανιχνεύσουμε με εξειδικευμένο εξοπλισμό,

like our own bodies.

όπως τα δικά μας σώματα.

So the fact that we can't see something

Το γεγονός ότι δεν μπορούμε να δούμε κάτι

just makes it a bit harder to determine

απλά κάνει πιο δύσκολο να καθοριστεί εάν υπάρχει πράγματι ή όχι».

whether its really there or not."

"Alright, go on."

«Ωραία, συνέχισε».

"So, we believe this Higgs field is all around us,

«Πιστεύουμε πως το σωματίδιο του Χιγκς είναι παντού τριγύρω μας,

everywhere in the universe.

παντού σε όλο το σύμπαν.

And what it does is rather special -

Αυτό που κάνει είναι αρκετά ιδιαίτερο -

it gives mass to elementary particles."

δίνει μάζα στα στοιχειώδη σωματίδια».

"What's an elementary particle?"

«Τι είναι τα στοιχειώδη σωματίδια;»

"An elementary particle is what we call

«Στοιχειώδη σωματίδια ονομάζουμε τα σωματίδια που δεν έχουν καμια δομή.

particles that have no structure,

they can't be divided,

δεν μπορούν να διαιρεθούν,

they're the basic building blocks of the universe."

αποτελούν τα βασικά δομικά στοιχεία του σύμπαντος».

"I thought those were atoms."

«Νόμιζα ότι τα σωματίδια αυτά ήταν τα άτομα».

"Well, atoms are actually made of smaller components,

«Λοιπόν, τα άτομα αποτελούνται από μικρότερα σωματίδια:

protons, neutrons, and electrons.

πρωτόνια, νετρόνια και ηλεκτρόνια.

While electrons are fundamental particles,

Μολονότι τα ηλεκτρόνια είναι στοιχειώδη σωματίδια,

neutrons and protons are not.

τα νετρόνια και τα πρωτόνια δεν είναι.

They are made up of other fundamental particles called quarks."

Αποτελούνται από διαφορετικά στοιχειώδη σωματίδια που ονομάζονται κουάρκ».

"Sounds like Russian dolls.

«Θυμίζουν τις ρωσικές μπαμπούσκες.

Does it ever end?"

Η υποδιαίρεση σταματάει ποτέ;

"Actually, we don't really know.

«Στην πραγματικότητα, δεν το γνωρίζουμε.

But our current understanding

Αλλά οι πρόσφατες ανακαλύψεις μας συνθέτουν το Καθιερωμένο Πρότυπο.

is called the Standard Model.

In it, there are two types of fundamental particles:

Σε αυτό υπάρχουν δύο είδη στοιχειωδών σωματιδίων:

the fermions, that make up matter,

τα φερμιόνια, που είναι δομικοί λίθοι της ύλης

and the bosons, that carry forces.

και τα μποζόνια, που είναι φορείς αλληλεπιδράσεων μεταξύ των σωματιδίων.

We often order these particles

Συνήθως ταξινομούμε αυτά τα σωματίδια ανάλογα με τις ιδιότητες τους,

according to their properties, such as mass.

We can measure the masses of the particles,

όπως η μάζα τους.

Μπορούμε να μετρήσουμε τη μάζα αυτών των σωματιδίων

but we never really knew where this mass came from

αλλά ποτέ δεν ξέραμε πραγματικά από που αυτή προήλθε

or why they have the masses they do."

ή γιατί τα σωματίδια έχουν αυτές τις μάζες».

"So how does this Higgs field thing explain mass?"

«Άρα το Πεδίο του Χιγκς τι εξήγηση δίνει για τη δημιουργία της μάζας;»

"Well, when a particle passes through the Higgs field,

«Όταν ένα σωματίδιο διαπεράσει το Πεδίο του Χιγκς

it interacts and gets mass.

αλληλεπιδρά με αυτό και αποκτά μάζα.

The more it interacts, the more mass it has."

Όσο περισσότερο αλληλεπιδρά τόσο περισσότερη μάζα αποκτά».

"OK, I kind of get that, but is it really that important?

«Εντάξει, το κατανοώ. Αλλά αυτό είναι τόσο σημαντικό;

I mean, what if there were no Higgs field?"

Τι θα γινόταν αν δεν υπήρχε το Πεδίο του Χιγκς;»

"If there were no Higgs field,

«Χωρίς το Πεδίο του Χιγκς ο κόσμος δεν θα υπήρχε καθόλου.

the world wouldn't exist at all.

There would be no stars, no planets, no air, no anything,

Δεν θα υπήρχαν αστέρια, πλανήτες, αέρας, τίποτα απολύτως,

not even that spoon or the ice cream you're eating."

ούτε καν το κουτάλι και το παγωτό που τρως».

"Oh, that would be bad.

«Ωω, αυτό θα ήταν κακό.

Okay, but where does this Higgs boson fit into things?"

Αλλά από πού μπαίνει αυτό το Μποζόνιο μέσα στα πράγματα;»

"Alright, now, you see the cherry in my shake?"

«Βλέπεις το κερασάκι στο μιλκσέικ μου;»

"Can I have it?"

"No, not yet. We have to use it as an analogy first."

«Μπορώ να το φάω;»

«Όχι, όχι ακόμα.

Πρέπει να το χρησιμοποιήσουμε στην αναλογία μας πρώτα».

"Oh, right, the cherry's the Higgs boson."

«Ωω, σωστά, το κεράσι είναι το Μποζόνιο του Χιγκς».

"No, not quite.

«Όχι, όχι ακριβώς.

The cherry is a particle moving through the Higgs field, the shake.

Το κεράσι είναι ένα σωματίδιο που κινείται μέσα από το Πεδίο του Χιγκς,

το μιλκσεικ.

The shake gives the cherry its mass."

Το μιλκσέικ προσδίδει στο κερασάκι τη μάζα του».

"I get it. Okay, so the molecules of the shake are the Higgs bosons!"

«Το κατάλαβα. Έτσι τα μόρια του μιλκσεικ είναι τα Μποζόνια του Χιγκς!»

"Well, you're getting closer.

«Ωραία, το έχεις ψιλοκαταλάβει.

It takes an excitation of the Higgs field

Απαιτείται μια διέγερση του Πεδίου Χιγκς ώστε να παράγει τα μποζόνια του Χιγκς.

to produce the Higgs boson.

So, for example, if I were to add energy

Έτσι, για παράδειγμα, εάν επρόκειτο να διοχετεύσω ενέργεια

by, say, dropping this cherry in the shake,"

ας πούμε, ρίχνοντας το κερασάκι στο μιλκσεικ»,

"Ah, then the drops that spill on the bar

«Τότε οι σταγόνες που θα πέσουν στο μπαρ είναι τα μποζόνια του Χιγκς».

are the Higgs bosons."

"Almost! The splash itself is the Higgs boson."

«Σχεδόν!

Η ίδια η βουτιά είναι το Μποζόνιο του Χιγκς».

"Are you serious?"

«Μιλάς σοβαρά;»

"Well, that's what quantum mechanics teaches us.

«Λοιπόν, αυτό μας διδάσκει η κβαντική μηχανική.

In fact, all particles are excitations of fields."

Στην πραγματικότητα, όλα τα σωματίδια είναι διεγέρσεις πεδίων».

"Okay, right. Well, I kind of see why you like particle physics,

«Εντάξει, σωστά.

Λοιπόν, καταλαβαίνω γιατί σου αρέσει η σωματιδιακή φυσική.

it's quite cool,

Είναι εντυπωσιακή, παράξενη αλλά εντυπωσιακή».

strange, but cool."

"Yeah, you could call it a bit strange,

«Ναι, θα μπορούσες να πεις ότι είναι λίγο παράξενη,

it's not like everyday life.

διαφέρει από την καθημερινή ζωή.

The Higgs boson is an excitation of the Higgs field.

Το μποζόνιο του Χιγκς είναι διέγερση του Πεδίου του Χιγκς.

By finding the Higgs boson,

Βρίσκοντας το μποζόνιο του Χιγκς ξέρουμε ότι το Πεδίο του Χιγκς υπάρχει».

we know that the Higgs field exists."

"Right. So now you found it,

«Σωστά. Οπότε, τώρα που το βρήκατε γνωρίζουμε ότι το πεδίο του Χιγκς υπάρχει.

we know this Higgs field exists.

You must be done.

Πρέπει να έχετε τελειώσει.

Is there anything left of particle physics?"

Υπάρχει κάτι άλλο να ανακαλυφθεί στη σωματιδιακή φυσική;»

"Actually, we've just begun.

«Στην πραγματικότητα, έχουμε μόλις ξεκινήσει.

It's a bit like, you know, when Columbus thought

Είναι λίγο σαν, ξέρεις, τότε που ο Κολόμβος νόμιζε

he had found a new route to India.

πώς βρήκε νέα διαδρομή προς την Ινδία.

He'd, indeed, found something new,

Όντως είχε βρει κάτι καινούργιο, αλλά όχι ακριβώς αυτό που περίμενε.

but not quite what he was expecting.

So, first, we need to make sure that the boson we found

Άρα, πρώτα πρέπει να σιγουρευτούμε ότι το μποζόνιο που βρήκαμε

is actually the Higgs boson.

είναι πράγματι το μποζόνιο του Χιγκς.

It seems to fit, but we need to measure

Φαίνεται να ταιριάζει αλλά χρειάζεται να μετρήσουμε

its properties to be sure."

τις ιδιότητες για να είμαστε σίγουροι».

"How'd you do that?"

«Πώς θα το κάνετε αυτό;»

"Take a lot more data.

«Θα λάβουμε πολλά περισσότερα δεδομένα.

This new boson lives for only a very short time

Αυτό το νέο μποζόνιο ζει μόνο για ένα πολύ σύντομο χρονικό διάστημα

before it breaks down or decays

προτού εξαντληθεί ή διασπαστεί

into lighter, more stable particles.

σε ελαφρύτερα, πιο σταθερά σωματίδια.

By measuring these particles,

Μετρώντας αυτά τα σωματίδια

you learn about the properties of the boson."

θα μάθετε τις ιδιότητες του μποζονίου».

"And what exactly are you looking for?"

«Και τι ακριβώς ψάχνετε;»

"Well, the Standard Model predicts how often

«Το Καθιερωμένο Μοντέλο προβλέπει το πόσο συχνά και με ποιους τρόπους

and in what ways the Higgs boson would decay

το μποζόνιο θα διασπαστεί σε διάφορα, ελαφρύτερα σωματίδια.

to the various, lighter particles.

So we want to see if the particle we have found

Γι' αυτό θέλουμε να δούμε αν το σωματίδιο που έχουμε βρει,

is the one predicted by the Standard Model

είναι αυτό που προβλέπεται από το Καθιερωμένο Μοντέλο

or if it fits into other possible theoretical models."

ή αν ταιριάζει σε άλλα πιθανά θεωρητικά μοντέλα».

"And if it fits a different model?"

«Και αν ταιριάζει σε άλλο μοντέλο;»

"That would be even more exciting!

«Αυτό θα ήταν ακόμα πιο συναρπαστικό!

In fact, that's how science advances.

Στην πραγματικότητα, αυτός είναι ο τρόπος προόδου στην επιστήμη.

We replace old models with new ones

Αντικαθιστούμε όλα τα παλαιά μοντέλα με καινούργια

if they better explain our observations."

εφόσον εξηγούν καλύτερα τις παρατηρήσεις μας».

"Right, so it seems like finding this Higgs boson

«Σωστά. Φαίνεται ότι η εύρεση του μποζόνιου του Χιγκς

gives a direction for exploration,

δίνει μια κατεύθυνση για διερεύνηση,

a bit like that Columbus guy heading west."

κάπως σαν τον Κολόμβο όταν απέπλευσε προς τη Δύση».

"Exactly! And this is really just the beginning."

«Ακριβώς! Και αυτή είναι πραγματικά μόνο η αρχή».