O autorze
nic prostszego to istniejący od 2009 roku blog naukowy. Autor jest chemikiem z wykształcenia i powołania, biologiem wszelakim z zainteresowania oraz molem książkowym z wychowania, co niewątpliwie bardzo pomaga mu pisać o wielu innych ciekawszych sprawach niż tylko chemia i biologia. Od polityki się raczej odżegnuje, chyba że dotyczy nauki. Ponadto lubi chodzić po górach, a najszczęśliwszy byłby, gdyby w Himalajach był dostęp do baz czasopism. Czasem wpada w dziwny nastrój i mówi o sobie w trzeciej osobie, ale zazwyczaj szybko mi to mija. W serwisie naTemat piszę po godzinach.

Zapraszam też do zaglądania na okolicznościowy projekt z okazji 60. rocznicy opisania struktury DNA, Podwójna Helisa.

Higgsomania, czyli idea, która zaprzątała wyobraźnię fizyków od 30 lat

Z lekkim poślizgiem donoszę, o czym wszyscy już zapewne słyszeli: fizycy z CERNu ogłosili wczoraj eksperymentalne odkrycie bozonu Higgsa, nazywanego w popmediach Boską Cząstką.

Nie było chyba w XX stuleciu wydarzenia w nauce tak doniosłego, a jednocześnie tak oczywistego i wyczekiwanego. Odkrycie bozonu Higgsa wieńczy bowiem konstrukcję Modelu Standardowego opisującego podstawowe cząstki, z których składa się Wszechświat - modelu, którego podwaliny położono we wczesnych latach 60. ubiegłego stulecia. Na tym etapie nasze zrozumienie tego, co należy zrobić, aby kolejne elementy tego modelu zaobserowować, było już solidne, a z czasem tylko uległo poprawie.

W ciągu ostatniego pół wieku było więc raczej kwestią czasu, pieniędzy i wizji to, kto pierwszy zbuduje maszyną zdolną - przynajmniej teoretycznie - do wykrycia ostatnich elementów układanki (po latach 70. tylko kwark górny oraz neutrino tau zostały zaobserwowane dopiero w latach 90.).

Amerykanie grali tutaj długo pierwsze skrzypce, na problem rzucili się z koncepcją Nadprzewodzącego Super Zderzacza (w domyśle: hadronów; z ang. Superconducting Super Collider). Był to najbardziej śmiały pomysł, jaki do tej pory próbowano wcielić w życie - SSC miał mieć obwód blisko 90 km i generować energię 20 TeV - prawie trzykrotnie wyższą od tej, którą będzie generował LHC (a też jeszcze nie teraz). Po 10 latach od spłodzenia pomysłu i wydaniu na niego 2 miliardów dolarów, Kongres Stanów Zjednoczonych projekt zamknął, uznając go po prostu za nieopłacalny. Jego miejsce zajął znacznie mniejszy, zbudowany w mniej więcej tym samym okresie Tevatron (zdolny do generowania 1 TeV), który ostatecznie został zamknięty w zeszłym roku.


Ale walka rozgorzała na dobre dopiero, gdy CERN ogłosił plany budowy Wielkiego Zderzacza Hadronów (LHC). LHC zaczęto budować w późnych latach 90., a uroczyste otwarcie nastąpiło w 2009 roku przy wtórze pokrzyków mass-mediów straszących nas niekontrolowanymi czarnymi dziurami i końcem Wszechświata.

Końca Wszechświata jednak nie było. Czarnych dziur też nie. Pod koniec 2011 roku LHC operował już na poziomie 3.5 TeV - i wyraźnie wystarczyło to, do zobaczenia tego, na co wszyscy czekaliśmy od 1964 roku, kiedy to sześciu młodych wówczas fizyków (tylko jeden miał więcej niż 35 lat) wyobraziło sobie, co też potrzebne jest do tego, by Model Standardowy miał sens.


Wczoraj konferencję prasową nadawaną na żywo w sieci z CERNu oglądały na całym świecie tłumy fizyków, ale także zwykłych pasjonatów i ludzi ciekawych świata - takich, których zrozumienie tego, czym jest bozon Higgsa, ogranicza się do stwierdzenia "to ta Boska Cząstka, co innym daje masę". Mimo tego, że wszyscy wiedzieliśmy, czego się spodziewać, że nie było tu zaskoczenia, bo teoria jest bardzo solidna, wszystkie dotychczasowe eksperymenty potwierdzały kolejne jej elementy i wiadomo było, że ogłoszenie konferencji będzie raczej potwierdzeniem oczywistej oczywistości, niż zaskakującą niespodzianką (ogłosić z pompą, że teoria względności jest błędna, można w końcu tylko raz); mimo tego wszystkiego oglądaliśmy tę konferencję z zapartych tchem.

Wyobrażam sobie, że tak czuli się ludzie, którzy mieli okazję śledzić w telewizji lądowania człowieka na Księżycu. Czy jednak rzeczywiście było to wydarzenia tak wielkopomne, czy tylko dobrze wyreżyserowany marketingowy szoł mający usprawiedliwić miliardy wydane na CERN?

Tu, nawiasem mówiąc, nie zgodzę się z red. Omylińskim piszącym, że porównać wykrycie bozonu Higgsa można do opisania ludziego genomu (dużo wrzawy - mało wpływu na nasze codzienne życie). O tym, jak wielkie znaczenie dla nas wszystkich ma i będzie w najbliższych lata miało opisanie genomu mógłbym się rozwodzić godzinami (i może zresztą kiedyś to nastąpi). Sprawa Higgsa jest jednak inna.

Z jednej strony bowiem potwierdzenie istnienia bozonu Higgsa w naszych życiach wiele nie zmieni. Z chorób nas nie uleczy, dobrobytu nam nie przysporzy, a i, o ile mi wiadomo (chociaż tutaj mogę mylić - nie byłby to zresztą pierwszy raz), jak na razie technologicznych zastosowań dla tej wiedzy nie ma.

Z drugiej jednak strony Model Standardowy - jedna z najważniejszych teorii współczesnej fizyki - stał się w dniu wczorajszym kompletny. Takiego zjawiska nie obserwujemy codzień. Co więcej - takiego zjawiska nie obserwujemy niemal nigdy. Na naszych oczach działa się więc wczoraj naukowa historia, o której będziemy kiedyś opowiadać naszym wnukom - i hype Boskiej Cząstki ma z tym tylko trochę wspólnego. Szoł zatem, wyreżyserowany czy nie, był, moim zdaniem, w pełni usprawiedliwiony.


A pamiętać przy tym musimy o jeszcze kilku rzeczach:

Po pierwsze, chociaż w naszych laickich oczach Model Standardowy właśnie się dopełnił, w istocie daleka jeszcze droga do ostatecznego potwierdzenia tego odkrycia. Wczorajsi relegenci jak ognia unikali bowiem określenia "bozon Higgsa" (nazwą "Boska Cząstka" żaden szanujący się fizyk nie splamiłby się na oficjalnym forum). Najczęściej mówili o cząstce Higgsopodobnej.

Bo chociaż Higgs Higgsa przewidział 50 lat temu, to przecież świat w miejscu nie stał i wersji modelu, wersji teorii pojawiło się od tamtej pory bardzo wiele. Cząstka w CERNie zarejestrowana spełnia warunki by być uznaną za tę przewidywaną przez najprostszą z teorii, w której boski bozon jest tylko jeden. Ale są też teorie przewidujące, że Higgsów jest znacznie więcej - cała nowa rodzina cząstek. I być może, gdy za dwa lata LHC ruszy od nowa, tym razem pełną parą 7 TeV, być może wówczas zaczniemy odkrywać kolejne i kolejne cząstki Higgsa. Osobiście mam nadzieję, że tak się nie stanie - urzeka mnie elegancja obecnego modelu. Ale natura rzadko przejmuje się tym, co uważamy za eleganckie, a co nie.

Po drugie, LHC po tych eksperymentach nie odejdzie do lamusa. Nawet gdyby nie wykryto innych Higgsopobodnych dziwactw, jest jeszcze kilka teorii, które muszą Wielkiemu Zderzaczowi stawić czoła: ciemna materia, teoria strun, Wielki Wybuch. Wszystkie te bajki, o których słyszymy w telewizji, a które praktycznie sprawdzić i przetestować bardzo ciężko.

Po trzecie, CERN nie zatrzymuje się na LHC. Po 10 latach jego działania planowy jest upgrade do Super Wielkiego Zderzacza Hadronów (diabli wiedzą, jakie energie ten będzie generować). A rozważany, chociaż tylko teoretycznie, jest jeszcze Bardzo Wielki Zderzacz Hadronów (nie zmyślam tych nazw, słowo), który miałby być wybudowanym całkiem de novo akceleratorem o parametrach znacznie przekraczających parametry LHC (i potencjalnie SLHC także).

Żeby nie przynudzać, na koniec odeślę Czytelników do znakomitego (niestety anglojęzycznego) bloga Starts with a Bang. Tam też poczytać możecie więcej o samych eksperymentach ATLAS i CMS, które zaprojektowano do wykrycia Higgsa, o Modelu Standardowym i wreszcie o tym, czym jest magiczne 5 sigma, i dlaczego jest tak ważne w przypadku tego odkrycia.
Znajdź nas na Znajdź nas na instagramie
Trwa ładowanie komentarzy...