Boska cząstka

Odkrycie "boskiej cząstki": co to jest bozon Higgsa? W lipcu 2012 po latach badań prawdopodobnie odkryto cząstkę Higgsa. jeden z naukowców, którzy biorą udział w projekcie CERN, wyjaśnia, co to jest bozon Higgsa, czyli tzw. „boska cząstka” i jakie ma znaczenie dla nauki.

Wczoraj naukowcy z Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych CERN w Genewie ogłosili, że zaobserwowali cząstkę, która może być poszukiwanym od przeszło pół wieku bozonem Higgsa. Tzw. „boska cząstka” jest ostatnim elementem teorii, która wyjaśnia istnienie wszechświata - a dokładniej powstawanie masy. Naukowcy jeszcze nigdy nie byli tak blisko zrozumienia i potwierdzenia hipotez na temat otaczającej nas rzeczywistości. To przełom, który może doprowadzić do wyjaśnienia, jak powstała ludzkość.

Eksperyment, nad którym pracują zespoły naukowców z całego świata prowadzony jest w Wielkim Zderzaczu Hadronów wybudowanym na terenie Genewy. Ma on 27 km długości i znajduje się pod ziemią.

Aby zrozumieć jakie znaczenie ma odkrycie bozonu Higgsa, trzeba spędzić co najmniej semestr na wydziale fizyki – powiedział dla Forsal.pl dr Piotr Zalewsk, fizyk z Narodowego Centrum Badań Jądrowych, które jest jedną z polskich instytucji biorącej udział w eksperymencie CERN-u. 

Bardziej wyjątkowym umysłom wystarczy tydzień pracy samodzielnej, dodał dla pocieszenia naukowiec. Laicy, którzy nie należą do podklasy „jajogłowych”, jak określa bystrzejsze głowy badacz, muszą pocieszyć się medialnymi doniesieniami.

Co to jest bozon Higssa i co oznacza jego odkrycie? Forsal.pl na podstawie rozmowy z naukowcem, wyjaśnia w pytaniach i odpowiedziach.

Naukowcy z CERN mają dowód na istnienie bozonu Higgsa. Co to jest bozon Higgsa? Bozon Higgsa jest ostatnim elementem teorii Modelu Standardowego – czyli najbardziej precyzyjnej teorii rozwoju wszechświata, jaką się udało stworzyć i w dużym stopniu potwierdzić. Opracował ją w latach 60. zespół naukowców na czele z Peterem Higgsem. 

Fizycy z CERN zajmują się dowodzeniem, że opis ten jest precyzyjny. Jedyną rzeczą, która do tej pory nie jest oczywista, to sam mechanizm Higgsa. Wraz z ogłoszonym wczoraj odkryciem, można stwierdzić, że teoria zgadza się z dokładnością do dziesięciu cyfr znaczących. Laikom można to zobrazować w ten sposób: „Gdybyśmy chcieli określić liczbę ludzi na ziemi, to moglibyśmy to zrobić z dokładnością do siedmiu cyfr znaczących", wyjaśnia badacz. 

Według definicji bozonem Higgsa nazywa się "hipotetyczną cząstkę elementarną, której istnienie jest uzasadniane teoretycznym mechanizmem Higgsa polegającym na sprzężeniu pól kwantowych materii". Cząstki te odpowiadają za to, że pojedyncze atomy łączą się tworząc materię, zamiast pędzić samodzielnie przez Wszechświat.

Co tak naprawdę odkryli naukowcy z CERN? Wszyscy przedstawiciele świata fizyki zgodzą się, że eksperymenty CMS i ATLAS, które prowadzone są w LHC (Wielkim Zderzaczu Hadronów) doprowadziły do znaczącego odkrycia. Według badaczy jakieś sygnały tego, że zbliża się przełom było widać już w zeszłym roku. Okazało się, że udało się zaobserwować cząstkę, która ma tylko cechy bozonu Higgsa. Jednak, jak wyjaśnia naukowiec, tak naprawdę „nie jesteśmy pewni czy obiekt, którego szukamy to cząstka Higgsa”. Może to być coś innego. A nawet jeśli to cząstka Higgsa, to pozostaje pytanie która, bo jest ich wiele”.

Czy naukowcom z CERN udało się osiągnąć naukowy przełom wszech-czasów? Według nauki ostatnie osiągniecie tej skali mieliśmy 30 lat temu, jeśli nie liczyć odkrycia kwarków przez amerykańskich naukowców. Wcześniej udało się odkryć bozony pośredniczące, czyli to co odpowiada za rozpad elektronów, który odpowiada z kolei za to, że świeci słońce. Z czym można porównać odkrycie „boskiej cząstki”? „Najlepsze porównanie to badania Jamesa Clerka Maxwella, który w XIX w. połączył w jedną teorię wszystkie informacje na temat oddziaływania elektromagnetycznego. Prof. Grzegorz Wrochna, dyrektor Narodowego Ośrodka Badań Jądrowych mówi z kolei, że odkrycie można porównać z lotem człowieka na księżyc.

Bez bozonu Higgsa trzeba by na nowo napisać podręczniki do fizyki? Trzeba obalić medialne mity, które krążą wokół „boskiej cząstki”. Często pisze się, że gdyby nie udało się potwierdzić jej istnienia, to podręczniki do fizyki trzeba by napisać od nowa. To nie jest prawda, mówi naukowiec. Istnienie lub nieistnienie bozonu Higgsa nie oznacza, że należy obalić lub potwierdzić całą teorię Modelu Standardowego. „Myśmy już wcześniej odkryli cząstki, które potwierdzają Model Standardowy”, wyjaśnia fizyk.

Co dla świata nauki oznacza odkrycie „boskiej cząstki”? Pytanie jest trudne, powiedział na wstępie naukowiec. „Odkrycie cząstki Higgsa to nie jest wisienka na torcie. To nie jest koniec, ale początek, nowe otwarcie. Teraz poszukujemy odpowiedzi na kolejne pytania. Do tej pory brakowało nam tego drogowskazu, jakim jest bozon Higgsa. A teraz tak naprawdę możemy zacząć zgłębiać tajemnice wszechświata".

Jak Polacy przyczynili się do odkrycia „boskiej cząstki”? Polska jako jeden z wielu krajów bierze udział w projekcie CERN. Warszawska grupa eksperymentu CMS obejmuje naukowców z Wydziałów Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego i Politechniki Warszawskiej oraz Narodowego Centrum Badań Jądrowych z siedzibą w Świerku. Polacy mają duży wkład w badania – jeden z podsystemów detektora Wielkiego Zderzacza Hadronów został opracowany i zbudowany w Warszawie.