Piter Higs je transformisao ono što znamo o građevinskim blokovima univerzuma

Piter Higs je transformisao ono što znamo o građevinskim blokovima univerzuma

Piter Higs, koji je dao ime subatomskoj čestici poznatoj kao Higsov bozon, umro je u 94. godini. Uvek je bio skroman čovek, posebno kada se ima u vidu da je bio jedan od velikana fizike čestica – oblasti nauke koja se bavila gradivnim blokovima materije.

Godine 1964, nekoliko godina nakon što je stigao iz Londona da bi preuzeo poziciju na Univerzitetu u Edinburgu, Higs je pročitao rad američkog teoretskog fizičara Filipa Andersona. U to vreme, fizičari nisu imali teoriju kako subatomske čestice dobijaju svoju masu. (Masa se može opisati kao ukupna količina materije u objektu, dok je težina sila gravitacije koja deluje na objekat.)

Andersonov rad je pokazao da čestice mogu imati masu. Kada se sistem u fizici — kao što su dve različite subatomske čestice — promeni, fizičari ga ponekad opisuju kao „narušenu simetriju“. To može dovesti do pojave novih nekretnina.

Tokom šetnje po škotskom visoravni, Higs je imao ideju o životu. Shvatio je kako tačno da primeni narušavanje simetrije o kojem je čitao u Andersonovom radu na važnu grupu čestica zvanih kalibracioni bozoni. To bi dovelo do objašnjenja kako gradivni blokovi materije dobijaju svoju masu.

Dve druge grupe fizičara imale su istu ideju otprilike u isto vreme: Robert Brut i Fransoa Englert u Briselu i Karl Hagen, Džerald Guralnik i Tom Kibl na Imperijal koledžu u Londonu.

Ključna odlika Higsovog doprinosa bila je u tome što je, kao naknadnu misao, predvideo postojanje nove masivne čestice preostale iz procesa koji je razradio u visoravni. Ova čestica će kasnije nositi njegovo ime: Higsov bozon.

Verujem da je Higs uvek bio pomalo sramotan što je ovaj mehanizam za narušavanje simetrije ponekad skraćen na „Higsov mehanizam“. Uvek je brzo ukazivao na doprinos svih drugih i preferirao je termin: „Anderson-Brout-Englert-Higs-Hagen-Guralnik-Kibl mehanizam”.

Tokom narednih nekoliko decenija postalo je jasno koliko je važan doprinos ovih naučnika našem razumevanju fizike čestica – ne samo zato što se ispostavilo da je čestica nazvana po Higsu tako neuhvatljiva. Nekoliko mašina, nazvanih sudarači čestica, napravljeno je da ispitaju granice našeg znanja o fizici.

Oni su istraživali i testirali najšire prihvaćenu teoriju da objasne kako fundamentalne čestice (one koje se ne mogu razbiti na druge čestice) i sile međusobno deluju: Standardni model. A Standardni model se pokazao da se drži u skoro svim uslovima. Jedini sastojak koji je nedostajao, a koji još uvek nije bio otkriven sudaračem čestica, bila je masivna čestica koju je predvideo Higs.

Frustracija zbog toga koliko se Higsov bozon pokazao neuhvatljivim podstakla je nobelovca za fiziku Leona Ledermana da mu da još jedan nadimak: „Prokleta čestica“. Ovo je kasnije skraćeno na „Božja čestica“.

Bilo bi potrebno 48 godina i najveća mašina ikada napravljena, Veliki hadronski sudarač (LHC), da se konačno pronađe dokaz da su Higs i njegove kolege bili u pravu. Cern, organizacija koja upravlja LHC-om, objavila je da su fizičari gotovo sigurno otkrili česticu 4. jula 2012.

Dalji eksperimenti su potvrdili da je ovo zaista čestica koju je predvideo Higs. Ipak, kada je u oktobru 2013. došlo vreme da se proglasi Nobelova nagrada za fiziku, Higs je izašao u šetnju umesto da ostane pored telefona.

Prošlo je više od deset godina od otkrića Higsovog bozona. Postoji velika razlika između samo posedovanja teorije u koju (skoro) svi veruju, i konačnog dokaza da je to, u stvari, dobar opis prirode.

Zaista, nisam siguran da li još uvek u potpunosti razumemo šta su Higs i njegove kolege dali svetu. To se svodi na otkrivanje nove interakcije između čestica koju ranije nismo videli, nazvane Jukava sprega. Ovo je u suštini „peta sila“ prirode koja upotpunjuje gravitacionu silu, elektromagnetnu silu, jaku nuklearnu silu i slabu nuklearnu silu.

Međutim, postoji mnogo drugih pitanja koja treba rešiti. Samo 4% univerzuma je sastavljeno od materije koju možemo da vidimo. Ostalo je tamna materija i tamna energija — ali ne razumemo prirodu ni jednog ni drugog. Postoji čak i teorijska računica da je Higsov bozon ključan za stabilnost univerzuma.

Savet Cerna je upravo pregledao napredak studije izvodljivosti za izgradnju mašine pod nazivom Future Circular Collider, koja će naslediti LHC i imaće za cilj da odgovori na mnoga otvorena pitanja o prirodi univerzuma, ako bude odobrena. Ja na primer znam gde želim da tražim odgovore u podacima sudarača: Higsov bozon.