Czterdzieści pięć lat temu Peter Higgs, wraz z innymi uczonymi, logicznie przewidział możliwość istnienia brakującej czastki- niezbędnej do pełniejszego opisu wszechświata. Miała być ona kluczem do odpowiedzi, w jaki sposób materia nabiera masy.

4 lipca był dniem ogłoszenia odkrycia nowej cząstki elementarnej, przypuszczalnie poszukiwanej cząstki Higgsa. Początki eksperymentu nie były jednak łatwe- wielu uczonych uważało pomysł za nierealny.

Wielki Zderzacz Hadronów, położony w pobliżu Genewy, jest miejscem odbywania się eksperymentu zderzania z zawrotną prędkością wiązek protonów. Jest to 27-kilometrowy tunel, zbudowany pod ziemią. To niesamowite, jak wielka maszyna musiała być wybudowana, aby zbadać zachowanie cząstek normalnie niewidocznych dla ludzkiego oka. Budowę owego tunelu jednak niezwykle trudno byłoby ukryć. Okoliczni mieszkańcy byli od czasu do czasu zadziwiani widokiem transportacji olbrzymich części maszyny.

To tam została odkryta cząstka Higgsa, której oddziaływanie można najprościej wytłumaczyć na zasadzie pewnej analogii.

Kiedy na sali pełnej ludzi pojawia się sławna osoba, zbiera się wokół niej grupa osób. Uniemożliwiają oni swobodne poruszanie się sławy po sali, nadając jej w ten sposób masę. Powstałe zbiorowisko jest jak cząstka Higgsa, podczas gdy reszta ludzi tworzy pole Higgsa.

POLE HIGGSA

Czy pole Higgsa naprawdę nadaje masę otaczającym nas przedmiotom?

Brian Greene, gwiazda amerykańskiego programu ‘The Fabric of the Cosmos’ tłumaczy: „Zwyczajna materia składa się z atomów, których masa pochodzi głównie z protonów i neutronów- z kolei każdy z nich składa się z trzech kwarków”. To masa kwarków pochodzi od pola Higgsa, podobnie jak i elektronów.

„Po dodaniu masy kwarków (których masa pochodzi od pola Higgsa), totalna suma to tylko kilka procent masy protonu czy neutronu”- informuje naukowiec. Dlatego, „Jeśli chodzi o masę zwyczajnej materii, na przykład nas samych, ciężarówek czy piłek bejsbolowych, większość masy nie pochodzi od pola Higgsa”.

Prawie cała masa protonów i neutronów (i zarazem otaczającej nas materii) pochodzi od energii gluonów, które utrzymują kwarki wewnątrz protonu.

DLACZEGO WIĘC TO ODKRYCIE POWINNO BYĆ DLA NAS WAŻNE?

Podczas festiwalu w Aspen, Brian Greene wymienił powody, dlaczego nie powinniśmy zbyt łatwo lekceważyć nowego odkrycia:

1. Idea, która wydaje się być totalnie abstrakcyjna, może prowadzić do użytecznych rozwiązań w życiu codziennym. Przykładem jest rozwój fizyki kwantowej, który rozpoczął się w latach ’20-tych XX wieku, a zakończył na takich cudach technologii jak komputery, telefony komórkowe bądź skomplikowane aparatury medyczne.
2. Podczas gdy takie zagadnienia jak ekonomia i polityka rodzą różne problemy, za sto lat problemy te się zmienią i wynikną nowe sprawy. W obliczu tej świadomości- chociaż wszystkie te sprawy są dla nas bardzo ważne- dobrze jest wiedzieć, że istnieją idee, które są niezależne od naszych codziennych problemów, a teorie matematyczne pozwalają na przewidzenie zjawisk kosmologicznych bez opuszczania biurka.

Naukowiec także żartobliwie odniósł się do własnej matki, która według niego jest „jedną z osób, które nie interesują się ideami abstrakcyjnymi i dalej żałuje, że nie został on lekarzem”.

Sam Peter Higgs podkreśla, że nowe odkrycie „to dopiero początek, a przed naukowcami kolejne dekady badań”. Ponieważ naukowcy są ostrożni z zatwierdzaniem nowych idei, na ostateczne potwierdzenie odkrycia cząstki Higgsa trzeba poczekać do końca tego roku.