Na początku lipca 2012 roku świat obiegła wiadomość o odkryciu w CERN-ie bozonu Higgsa.

Wczoraj, 8 października 2013 roku, Szwedzka Królewska Akademia Nauk nagrodziła nagrodą Nobla autorów koncepcji tej „boskiej cząstki”: Petera Higgsa i François Englerta.

Warto zastanowić się, co to odkrycie oznacza i dlaczego dla naukowców jest tak ekscytujące.

Od początków nowoczesnej nauki, czyli od czasów Galileusza i Newtona fizycy starali się opisać świat i zjawiska przyrodnicze za pomocą równań matematycznych, których nieprzerwanie rosnąca liczba zapewniła wielkie osiągnięcia techniczne, budowę wielu urządzeń od przekładni mechanicznych po superkomputery i opanowanie produkcji wielu nowych tworzyw. Dzięki nim latamy w Kosmos, zastępujemmy uszkodzone części naszych organizmów implantami itd. itd.

Niestety mnogość praw szczegółowych powoduje zagubienie. Ucieczką od niego byłoby odkrycie jednego prawa podstawowego, z którego dałoby się wywieść całą wiedzę fizyczną. Jego poszukiwanie nazwano Wielką Unifikacją, a jej rezultatem był Model Standardowy, który prawie spełniał oczekiwania. „Prawie”, bo wyjaśniał wszystkie rodzaje sił poza grawitacją.

Model Standardowy opisuje prawa fizyczne za pomocą cząstek elementarnych:

• fermionów, które budują jądra atomowe,
• bozonów, które przenoszą oddziaływania.

Poznanie natury tych cząstek wyjaśnia budowę ciał, od atomów po cały Kosmos oraz naturę znanych oddziaływań:

• elektromagnetycznych,
• słabych (związanych z radioaktywnością),
• silnych, decydujących o łączeniu cząstek w jądra atomowe.

Model Standardowy był piękną teorią, lecz niestety wnioski z niej płynące nie zgadzały się  z wynikami doświadczalnymi. Wymagał, aby bozony nie miały masy, czemu przeczyły doświadczenia. Próbą ratowania teorii było wymyślenie nowej cząstki, bozonu Higgsa, który nadawał masę innym cząstkom. Wprowadzono go w roku 1964 jako składnik czysto hipotetyczny łatający dziurę w „prawie” doskonałej teorii. Żadne doświadczenia nie potwierdzały jego istnienia.

To, co nazywamy teraz cząstką Higgsa, przewidziały trzy osoby: nieżyjący już Robert Brout i Francois Englert wspólnie opisali mechanizm nadawania masy, zaś Peter Higgs stwierdził, że ten mechanizmie wymaga istnienia cząstki, którą nazwano jego imieniem. Robert Brout zmarł w roku 2011, więc nagrodą 8 mln szwedzkich koron (ok. 4 mln zł) podzielą się dwaj pozostali.

Model Standardowy, mająca fundamentalne znaczenie teoria, znalazła potwierdzenie doświadczalne, a jej twórcy zostali uhonorowani nagrodą Nobla.

Zobacz także:

• Prof. Meissner: odkrycie noblistów to triumf myśli,
• Prof. Wrochna: bozon Higgsa to dopiero początek.