10 lat temu odkryto bozon Higgsa. Co dalej z "boską cząsteczką"?
Dziesięć lat temu, 4 lipca 2012 roku, w Wielkim Zderzaczu Hadronów odkryto nową cząsteczkę, której cechy zgadzały się z cechami przewidzianymi przez Model Standardowy fizyki cząstek. Okrycie przykuło uwagę całego świata.
Rok później François Englert i Peter Higgs otrzymali nagrodę Nobla za teoretyczne wykazanie wiele lat wcześniej, wraz z nieżyjącym już Robertem Broutem, istnienia fundamentalnego pola, znanego jako pole Higgsa. Przenika ono Wszechświat oraz nadaje masę cząstkom elementarnym.
"Odkrycie bozonu Higgsa było monumentalnym kamieniem milowym w fizyce cząstek elementarnych. To oznaczało zarówno koniec trwającej dekady podróży eksploracyjnej, jak i początek nowej ery badań tej bardzo szczególnej cząstki"
Bozon Higgsa a Model Standardowy
W 2012 r. nowa cząsteczka odkryta w Wielkim Zderzaczu Hadronów zwróciła uwagę naukowców międzynarodowych zespołów ATLAS i CMS. Jej cechy zgadzały się z przewidywaniami Modelu Standardowego - nie miała własnego momentu pędu ani spinu kwantowego. Pozostałe cząsteczki elementarne taki spin posiadają: kwarki tworzące protony i neutrony oraz cząstki przenoszące siły, jak bozony W i Z. Badania potwierdziły, że bozony Higgsa rzeczywiście zyskują masę dzięki interakcji z polem Higgsa.
"W codziennym życiu nie zauważamy, że wokół nas jest pole Higgsa. Jedynym sposobem na ujawnienie pola Higgsa jest zakłócenie go, trochę jak wrzucenie kamienia do wody i zobaczenie fal. Cząstka znana jako bozon Higgsa jest przejawem takiego zaburzenia".
Od czasu pierwszych obserwacji bozony Higgsa zostały wykryte ponad 30 razy. Jest to trudne, ponieważ "Prawdopodobieństwo wytworzenia bozonu Higgsa w zderzeniu staje się większe, gdy cząstki, które zderzają się silnie oddziałują z polem Higgsa, to znaczy, gdy są ciężkie" - piszą autorzy artykułu CMS.
Obecnie fizycy potrafią zderzać stosunkowo lekkie protony i neutrony. Wykorzystują fakt, że w wyniku zderzeń raz na jakiś czas pojawią się cięższe cząstki, których interakcje z polem Higgsa można zmierzyć.
Dlaczego bozon Higgsa jest tak ważny?
Wszystko co istnieje posiada masę. Bozon Higgsa nazywany jest "boską cząsteczką", ponieważ bez niego materia nie posiadałaby masy.
Przed Wielkim Wybuchem nie istniały prawa fizyki które znamy. Dopiero po tym wydarzeniu cały wszechświat zaczął się kształtować. Dlatego bozon Higgsa nazywany jest także żywą skamieliną z początku Wszechświata.
Co dalej?
Choć po dziesięciu latach w dalszym ciągu jest więcej pytań niż odpowiedzi, naukowcy są pozytywnie nastawieni i z ogromną nadzieją oraz podekscytowaniem patrzą na to, co przyniesie następne dziesięciolecie. Do tej pory odkryto bozon Higgsa, zmierzono jego masę i poświęcono czas na testowano go. Model Standardowy mówi jeszcze wiele więcej o tym, jak bozon powinien się zachowywać i to właśnie będzie celem kolejnych badań fizyków.
