Povodom smrti Petera Higgsa, red je obnoviti znanje o Higgsovom bozonu i možda saznati nešto novo. Ovo je 8 stvari koje možda niste znali vezano za Higgsov bozon.
1. Najpoznatiji rad Petera Higgsa o novoj čestici prvobitno je bio odbačen
Rad koji je Peteru Higgsu donio slavu i Nobelovu nagradu, bio je odbačen, ali to se pokazalo kao blagoslov u prerušenom obliku, jer je to navelo Higgsa da doda odlomak u kojem se predstavlja sada čuvena Higgsova čestica. 1964. godine, Higgs je napisao dva rada, svaki od samo dvije stranice, o onome što se danas naziva Higgsovo polje. Časopis Physics Letters prihvatio je prvi, ali je drugi poslao natrag. Yoichiro Nambu, visoko cijenjeni fizičar koji je pregledao drugi rad, predložio je Higgsu da doda odjeljak koji objašnjava fizičke implikacije njegove teorije. Higgs je dodao odlomak u kojem predviđa da će uzbuđenje polja, poput talasa u okeanu, proizvesti novu česticu. Zatim je revidirani rad poslao konkurentskom časopisu Physical Review Letters, koji ga je objavio.
2. Ujedinjeno Kraljevstvo je nekada održavalo nacionalno takmičenje kako bi pronašlo najbolje objašnjenje Higgsovog mehanizma
Prema Higgsovom modelu, elementarne čestice dobijaju masu interakcijom sa nevidljivim, svuda prisutnim poljem. Što više čestica interaguje sa Higgsovim poljem, to će imati više mase. Naučnici su imali toliko problema u objašnjavanju Higgsovog polja britanskoj vladi da je 1993. godine ministar za nauku Velike Britanije, William Waldegrave, izazvao ih da mu pošalju svoje najbolje opise na jednoj stranici. Waldegrave je nagradio pobjednike šampanjcem, među kojima je bio i fizičar David Miller sa Univerziteta College London.
Miller je uporedio Higgsovo polje sa grupom političkih radnika raspoređenih ravnomjerno kroz sobu. Anonimna osoba mogla bi se kretati kroz masu bez smetnji. Međutim, premijerka Margaret Thatcher bi privukla mnogo pažnje: radnici partije bi se grupisali oko nje, usporavajući je, dajući joj metaforičku „masu”. Miller je objasnio da nije htio koristiti ime trenutnog premijera, a u to vrijeme je to bio John Major, kako ne bi izazvao rasprave i polemike, kao bilo je sigurnije ići sa prilično kontroverznom Thatcherkom.
Kako bi se izbjeglo spominjanje ne baš svima drage premijerke, umjesto nje metafore Higgsovog mehanizma mogu uključiti ime bilo koje poznate glumice, glumca ili neke druge osobe iz show-bizza.
Još jedno poređenje je i ono kada se nešto kreće u vrlo viskoznoj tekućini, poput meda ili sirupa – što je tekućina gušća, to se predmet u njemu teže kreće. Odnosno tekućina je Higgsovo polje, a predmeti u njoj – druge čestice.
3. Higgsov mehanizam objašnjava samo mali dio mase u univerzumu
Većina popularnih naučnih članaka pripisuje Higgsov model značajnu ulogu u davanju mase svemu u univerzumu. Međutim, Higgsovo polje daje masu samo elementarnim česticama poput kvarkova i elektrona.
4. Higgs nije bio jedini fizičar koji je pridonio ideji kako nastaje masa čestica
Barem dvanaest teoretičara imalo je neki dio u razvoju teorijskog okvira koji je doveo do Higgsove čestice. 2010. godine, Američko fizikalno društvo dodijelilo je J.J. Sakurai nagradu šest fizičara koji su objavili radove na tu temu 1964. godine. Ali i drugi teoretičari su došli sa sličnim idejama, a ranije objavljivanje je pomoglo u otvaranju puta.
Veliki broj ovih teoretičara može predstavljati problem određenom švedskom komitetu, jer Nobelova nagrada za fiziku može biti dodijeljena najviše trojici živih naučnika.
Slične su ideje već bile artikulirane: od strane fizičara kondenzirane tvari Philipa Andersona, iako na ograničeniji način, i od strane Roberta Brouta i Françoisa Englerta u Belgiji, koji su prestigli Higgsa u objavljivanju rada za nekoliko sedmica. Bivši Higgsov kolega na Imperial Collegeu, Tom Kibble, i dvojica kolega trebali su nekoliko sedmica kasnije objaviti rad na sličnu temu.
5. Higgs nije bio ni prvi koji se zainteresirao za problem: gradio je teoriju na čvrstim, već postojećim temeljima
Peter Higgs se zainteresirao za problem narušavanja simetrija kao mladi predavač na Univerzitetu u Edinburghu. Šta je to narušavanje simetrije?
U svemiru, bez utjecaja Zemljine gravitacije, kapljica vode izgleda isto u svim smjerovima: sferno je simetrična, u skladu sa simetrijom koju podrazumijevaju temeljne matematičke jednačine koje opisuju ponašanje molekula vode. Ipak, kada se voda zamrzne, nastala pahulja poprima drugačiju simetriju – njen oblik izgleda isti samo kada se okrene za umnožak od 60 stepeni – iako temeljne jednadžbe ostaju iste. Tako dobijamo heksagonalne oblike pahulja.
Japansko-američki fizičar Yoichiro Nambu prvi je potaknuo zanimanje za ovaj fenomen, poznat kao spontano narušavanje simetrije, 1960. godine, a za to je 2008. dobio Nobelovu nagradu za fiziku.
Nadahnuta Nambuovim radom, 1964. pojavila se Higgsova vlastita teorija sa svojim objašnjenjem kako jednačine koje objašnjavaju kako od čestice bez mase (jednačine kao što je kvantna teorija elektromagnetskog polja, koja vodi do fotona bez mase) mogu, preko takozvanog Higgsovog mehanizma, nastati čestice s masom.
6. Termin „bozon” potiče od imena indijskog fizičara i matematičara Satyendra Nath Bosea
Čestice dolaze u dvije varijante: bozoni i fermioni. Higgsova čestica spada u kategoriju bozona, nazvanih po fizičaru koji je najpoznatiji po svojim saradnjama u 1920-im sa Albertom Einsteinom. Rad ove dvojice naučnika je rezultirao stvaranjem Bose-Einsteinove statistike, načina opisivanja ponašanja klase čestica.
Dva bozona sa identičnim svojstvima mogu biti na istom mjestu u isto vrijeme, ali dva fermiona ne mogu. Zato fotoni, koji su bozoni, mogu putovati zajedno u koncentrisanim laserskim zracima. Ali elektroni, koji su fermioni, moraju ostati udaljeni jedan od drugog, što objašnjava zašto elektroni moraju biti smješteni u odvojene orbite u atomima. Bose nikada nije dobio doktorat, niti mu je dodijeljena Nobelova nagrada za rad, iako je Nobelov komitet priznao druge naučnike za istraživanja koja su povezana sa konceptima koje je on razvio.
7. Božja čestica ili prokleta čestica
Nadimak „Božja čestica” potiče iz knjige Nobelovog laureata Leona Ledermana. Fizičar Leon Lederman nehotice je Higgsovom bozonu dao možda najmanje omiljen naziv sa naslovom svoje knjige, Božja čestica. Lederman voli da se šali da je zapravo želio nazvati Higgsov bozon „prokletom česticom” jer ju je bilo toliko prokleto teško naći. Nadimak privlači pažnju medija i javnosti, ali istovremeno čini da većina fizičara čestica prevrće očima.
8. Higgsov bozon možda ima i rodbinu
Popularna teorija poznata kao supersimetrija predviđa najmanje pet Higgsovih čestica, a drugi predviđaju mnogo više. Na CERN-u upravo rade na pokušajima detekcije ovih dodatnih Higgsova.
