Atmosféra v Ženevě byla napjatá ještě před oznámením. Bylo to 4. července 2012. Po celé dny se zvěsti šířily vědeckou komunitou jako statické. Pak fyzici v CERN konečně našli důkaz. Objevili nové elementární částice. Alespoň vypadá přesně jako dlouho hledaný Higgsův boson.
Fyzici tuto částici duchů pronásledují už roky. Na konci roku 2011 byli velmi blízko k cíli, ale čísla byla nekonzistentní. Pouhé konstatování, že existují jasné vědecké důkazy, nestačí. Věda nefunguje na základě intuice. Je založen na deterministických principech. Tentokrát vědci zdvojnásobili velikost své databáze. Chyba zmizela. Pravděpodobnost chyby se stala statisticky nevýznamnou.
Proč jsou chybějící částice důležité
Když se nad tím zamyslíte, vesmír by měl být mnohem jednodušší. Atomy se skládají z částic. Elektrony, kvarky. Tyto komponenty nemají žádnou vlastní hmotnost. Bez hmoty by se věčně otáčely rychlostí světla, nikdy by nevytvářely atomy, nikdy by nevytvářely hvězdy a nikdy by nestvořily nás.
Ale mají toho dost. Mají váhu. Proč?
Do hry vstupuje Higgsovo pole.
Představte si, že neviditelná látka vyplňuje veškerý prostor. Je to jako moderní éter. Když jím částice procházejí, interagují s tímto polem. Čím silnější je interakce, tím těžší je částice. Higgsovo pole je zpomaluje. Dává jim to hmotu. Bez ní by vesmír, jak ho známe, nikdy neexistoval.
Částice spojená s tímto polem je Higgsův boson.
“Božská částice” je nesprávné označení
Toto jméno jste již pravděpodobně slyšeli. Tohle je popkultura. Bylo to na obálce knihy Boží částice. Je to fascinující. Je to dramatické. To způsobilo velké problémy i výzkumníkům.
Tato přezdívka nevznikla z náboženského fanatismu. Citát z knihy nositele Nobelovy ceny Leona Ledermana. Rád tomu říkal „zatracená částice“. Byl zklamaný. Bylo to drahé najít a těžko teoreticky dokázat. Vydavatel tu nadávku neocenil. Tak vystřihli slovo “Damn” (sakra). Tento titulek vzbudil pozornost médií. V laboratoři ho ignorovali.
Částice je pojmenována po britském fyzikovi Peteru Higgsovi, který její existenci předpověděl v roce 1964. Matematika se ukázala jako správná. Tato teorie je zcela v souladu s existující fyzikou. Ale jak to dokázat? To je ta nejtěžší část.
Srážející se protony pro hledání signálů
CERN nečekal jen na to, až Higgs vystoupí a představí se. Musí se hledat nepřímo.
Použili dva velké detektory: ATLAS a CMS. Tyto stroje pozorují srážky miliard protonů. Při těchto vysokoenergetických srážkách se energie přeměňuje na hmotu. Tato hmota může existovat ve formě Higgsova bosonu.
Co je uvnitř? Higgsův boson je nestabilní. Nežije dlouho. Téměř okamžitě se rozpadá na další měřitelné částice. Fyzikové nemohou vidět samotný Higgsův boson. Potřebují vidět, co za sebou zanechává.
Podle předběžných údajů je jeho hmotnost asi 125–126 GeV. To je miliarda elektronvoltů. Mimochodem, hmotnost protonu je asi 0,9 GeV. Tato nová částice je nejtěžším bosonem, jaký byl kdy objeven.
Stále to není dokonalá shoda. Práce ještě nejsou dokončeny. Data jsou shromažďována průběžně, aby se potvrdila teorie. Toto potvrzení potvrzuje standardní model částicové fyziky. Vysvětluje, proč má hmota podstatu.
Tiskovou zprávou však příběh nekončí. Otevírají se nové dveře. Co se ještě skrývá v polích? Co nám Higgsův boson říká o raném vesmíru? Odpověď na jednu otázku dala vzniknout dalším deseti. Ticho prázdnoty bylo přerušeno. Poslouchejme.
