Meno Petra Higgsa preniklo do prestížnych svetových médií vďaka rozruchu okolo jedinej častice, nazývanej božská, existenciu ktorej predpovedal takmer pred polstoročím. Vedci sú jej teraz konečne na stope.
Na začiatku bol Higgsov oceán. Je veľmi zvláštny. Neobsahuje vodu ani nič, čo by sme vedeli čo i len približne pomenovať. Dokonca aj renomovaní vedci si v tejto súvislosti pomáhajú nepresným prirovnaním k éteru alebo sirupu.
O účinkoch tohto tajomného oceánu sa môžeme presvedčiť jednoducho, keď začneme mávať rukami. Zacítime nielen odpor prúdiaceho vzduchu, ale aj tlak v kostiach a svaloch, ktoré zápasia s iným, akýmsi vnútorným odporom.
Práve to je Higgsov oceán, ktorý dáva hmotnosť elementárnym časticiam, ako sú elektróny alebo kvarky.
Správa sa ako paparazzo
Bez vplyvu Higgsovho oceánu by neexistovalo nič vrátane nás; všetky častice, z ktorých sme zložení, by sa celým vesmírom iba tak mihli rýchlosťou svetla.
Presne tak to robí fotón, ktorý nemá nijakú hmotnosť, preto sa môže do Higgsovho oceánu ponoriť bez rizika, že sa v ňom utopí.
Na rozdiel od najťažšieho kvarku (pomenovaného topkvark), hmotnosť ktorého je asi 350-tisíckrát vyššia ako hmotnosť elektrónu; je preň podstatne ťažšie rozhýbať sa v prostredí, ktoré zapĺňa Higgsov oceán.
„Keď prirovnáme hmotnosť častice k celebritám, tak Higgsov oceán sa správa rovnako ako paparazzo: neznámi ľudia sa popri týchto rozvášnených fotoreportéroch prešmyknú bez problémov, zatiaľ čo politici a filmové hviezdy na to musia vynaložiť veľa úsilia,“ napísal fyzik Brian Greene v knihe Štruktúra vesmíru.
Nuž Greene by mal vedieť, o čom píše, lebo sám je celebrita; jeho kniha sa na Frankfurtskom veľtrhu v roku 2000 stala predmetom dvojmiliónového kontraktu, zatiaľ čo hviezda popmusic Viktória Backhamová dostala za svoj životopis o pol milióna dolárov menej.
Horúci a všadeprítomný
Exotický Higgsov oceán by sa mal rozlievať nielen na zemi, ale po celom vesmíre. Pri svojom vzniku krátko po veľkom tresku bol neuveriteľne horúci, takže hmotné častice v ňom nemohli existovať. Postupne kondenzoval a chladol, čo neskôr umožnilo získať niektorým časticiam hmotnosť.
Tento „časticový zverinec“ už je veľmi rozsiahly, chýba v ňom však jedna kľúčová vysnívaná častica (preto sa nazýva božská), ktorú vedci ešte neulovili napriek tomu, že by mala svojím pôsobením vytvárať Higgsov oceán.
Tento Higgsov bozón sa fyzici snažia nachytať pri čine už dlho a veľmi usilovne, lebo Higgs a ďalší fyzici predpovedali jej existenciu už v roku 1964.
V plnej permanencii sú najvýkonnejšie „drviče“ atómov na svete, napríklad americký Tevatron vo Fermilabe a ten vôbec najsilnejší, ukrytý vyše sto metrov pod zemou na švajčiarsko-francúzskych hraniciach, ktorý patrí Európskemu stredisku jadrového výskumu (CERN).
Vzrušujúce správy zo Ženevy
Large Hadron Collider alebo Veľký hadrónový urýchľovač (hadróny sú častice zložené z kvarkov) v hodnote vyše šesť miliárd eur má tunel dlhý 27 kilometrov a dokáže proti sebe vyslať častice s doteraz najvyššími možnými energiami.
Tento týždeň prehovorili na tamojšom seminári zástupcovia tímov z dvoch nezávislých experimentov nazvaných Atlas a CMS o tom, že pri analýze miliárd zrážok vysokoenergetických protónov našli stopy rozpadu niečoho, čo by mohlo byť Higgsovým bozónom.
Hovorili s nadšením, no veľmi opatrne, lebo ešte nemajú v rukách pádne argumenty, iba pozorovania. Svedčia však o tom, že na určitých energetických úrovniach sa deje čosi veľmi zaujímavé.
Je možné, že po takmer dvojročnom úsilí už videli dosť na to, aby v kuloároch otvárali šampanské.
Oficiálny záver však znel – o objave, prípadne o neexistencii božskej častice vám povieme viac o niekoľko mesiacov, možno až o rok.
Zásadné zistenia
V oboch prípadoch však pôjde o zásadné zistenia, aspoň pre teoretických fyzikov. Dokonca ak by Higgsov bozón neexistoval, bolo by to ešte vzrušujúcejšie a ešte záhadnejšie, lebo by to podkopalo prakticky celú stavbu vesmíru, ako ju dnes fyzika vidí.
Dnešný tzv. Štandardný model je podopretý výsledkami práce stoviek špičkových vedcov vrátane Alberta Einsteina a množstvom Nobelových cien, takže ak by bol zlý, nastal by zrejme nový Big bang.
No treba povedať, že o existencii Higgsovho bozónu už dnes pochybuje máloktorý fyzik, ak nerátame kozmológa Stephena Hawkinga, ktorý by na jeho mieste možno radšej videl čiernu dieru.
Načo sú nám fyzici?
Jeden aforizmus hovorí, že atómy si vymysleli fyzikov na to, aby sa o sebe niečo dozvedeli.
Peter Higgs a ďalší fyzici si vymysleli svoju časticu preto, aby objasnili, odkiaľ získavajú iné častice hmotnosť, teda v širšom zmysle ako môže existovať čokoľvek hmotné.
Takisto to robili aj iní slávni fyzici pred nimi a po nich.
Napríklad Rakúšan Wolfgang Pauli vymyslel v roku 1930 časticu, neskôr nazvanú neutríno, ktorej stopy identifikovali až v roku 1956 (práve včas na to, aby sa objavu dožil sám Pauli, ktorý zomrel v roku 1958).
Podobne to bolo so základnými stavebnými tehličkami hmoty, kvarkami, existenciu ktorých predpovedali v roku 1964 Murray Gell-Mann a George Zweig.
Aj keď sa prvé dôkazy o ich existencii zjavili o tri roky neskôr, vedecká komunita o nich pochybovala ešte dlho.
Čo hýbe vesmírom
Niet sa čo čudovať, veď vedci, ktorí študujú fungovanie sveta na základnej fyzikálnej úrovni, sú stále v neistote. Napokon, ako by aj nie.
Žijeme vo vesmíre, kde nevidíme podstatnú časť hmoty, ktorá sa okolo nás rozkladá, a nevieme pochopiť najrozšírenejšiu formu energie, ktorá hýbe vesmírom. Možno aj preto je taký vítaný každý čiastkový úspech, ktorý náš obraz o svete aspoň trochu vyjasňuje.
Poznámka na záver: moderná veda vrátane teoretickej fyziky je kolektívna práca. Oceán (alebo tiež pole) síce nesie meno po Higgsovi, no o jeho zavedenie do fyziky a teoretický vývoj sa zaslúžilo veľa ďalších fyzikov, napríklad Thomas Kibble, Philip Anderson, R. Brout alebo Francois Englert.
