Szanowny Użytkowniku,

25 maja 2018 roku zaczyna obowiązywać Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2016/679 z dnia 27 kwietnia 2016 r. w sprawie ochrony osób fizycznych w związku z przetwarzaniem danych osobowych i w sprawie swobodnego przepływu takich danych oraz uchylenia dyrektywy 95/46/WE (określane jako „RODO”, „ORODO”, „GDPR” lub „Ogólne Rozporządzenie o Ochronie Danych”). W związku z tym informujemy, że wprowadziliśmy zmiany w Regulaminie Serwisu i Polityce Prywatności. Prosimy o poświęcenie kilku minut, aby się z nimi zapoznać. Możliwe jest to tutaj.

Rozumiem

Reklama

Najdroższe śledztwo świata

Najdroższe śledztwo świata

17.05.2014
Czyta się kilka minut
Poszukiwanie cząstki Higgsa było zapewne największym i najkosztowniejszym śledztwem w dziejach. 4 lipca 2012 roku w ośrodku badań jądrowych CERN pod Genewą ogłoszono sukces. Czy wart był wysiłku?
B

Badania trwały niemal pięćdziesiąt lat. Istnienie cząstki przewidziano już w 1964 r., a przewidywanie to wynikało z konsystencji Modelu Standardowego w teorii cząstek elementarnych. Dotyczy on oddziaływań elektromagnetycznych oraz jądrowych oddziaływań silnych i słabych. Druga połowa XX wieku to okres fundamentalnych odkryć, stopniowo potwierdzających tę teorię budowy materii na najbardziej fundamentalnym poziomie. Ukoronowaniem było doświadczalne potwierdzenie istnienia kwarku t (kwarku wysokiego) w 1995 r., neutrina tau w 2000 r. i w końcu „boskiej cząstki”, bozonu Higgsa w 2012 r.
Cząstka Higgsa, zwana przez wielu właśnie „boską cząstką”, była przez lata Świętym Graalem fizyki cząstek elementarnych. Spodziewano się, że zostanie w końcu odkryta, ale nikt nie miał pewności. Teoretyczna spójność teorii wymagała istnienia cząstki, dzięki której moglibyśmy zrozumieć, dlaczego cząstki elementarne mają masę, pomimo że symetrie opisujące ich oddziaływania wymagają, by były bezmasowe, a także dlaczego słabe oddziaływania jądrowe mają krótki zasięg, podczas gdy oddziaływania elektromagnetyczne – zasięg nieskończony. Szczegółów tej teorii nie sposób tu wyłożyć.
By potwierdzić istnienie bozonu Higgsa, zdecydowano się na jeden z najkosztowniejszych, najbardziej skomplikowanych i największych eksperymentów w dziejach. Zbudowano Large Hadron Collider – potężne urządzenie, przyspieszające cząstki elementarne do prędkości bliskich prędkości światła. W zderzeniach tych cząstek wyzwalane są energie tak wielkie, że można odtworzyć warunki, w jakich materia znajdowała się tylko raz w dziejach Wszechświata – w pierwszych ułamkach sekundy po Wielkim Wybuchu, przed czternastoma miliardami lat.
Nazwa cząstki pochodzi od nazwiska Petera Higgsa (ur. 1929), emerytowanego fizyka z University of Edinburgh, ale jej istnienie postulowało w 1964 r.sześciu fizyków. Poza Higgsem byli to Robert Brout (1928–2011), François Englert (ur. 1932), Gerald Guralnik (1936–2014), Richard Hagen (ur. 1937) i Thomas Kibble (ur. 1932) – dlatego proponowano zmianę nazwy na „bozon H” lub inną. Sam Higgs sprzeciwiał się wielokrotnie nie tylko nadawaniu cząstce jego nazwiska, ale i nazywaniu jej „boską cząstką”.
Komitet Noblowski stanął przed trudnym wyborem. Ranga wydarzenia była tak wielka, że odstąpiono od zwyczajowego długiego okresu, jaki upływa pomiędzy odkryciem a nagrodą, i zdecydowano się ją przyznać bezprecedensowo szybko – już w 2013 r. Jednak osób zasłużonych było aż pięć (Robert Brout już nie żył); ostatecznie wyróżniono Petera Higgsa i François Englerta.
Jim Baggott, uznany popularyzator, z wykształcenia chemik, jest dziś wprawdzie konsultantem biznesowym, ale nadal interesuje się nauką, filozofią i historią. Jego książka nosi w oryginale tytuł „Higgs. The invention and discovery of »God Particle«”. Słowo invention (wynalezienie, wymyślenie) jest tutaj bardzo istotne: przez pół wieku cząstka Higgsa była jedynie postulatem, a teoretyczne rozważania na temat jej hipotetycznych własności miały równie wielkie znaczenie jak późniejsze wysiłki na rzecz jej odkrycia. Wprowadzenie napisał Steven Weinberg, laureat Nagrody Nobla w 1979 r. za wkład w powstanie teorii oddziaływań elektrosłabych – innego ważnego segmentu Modelu Standardowego.
Pisanie w popularny sposób o współczesnej fizyce jest trudne, ale Baggott radzi sobie z tym dobrze. Stara się przedstawić zarówno motywacje teoretyczne, jak i postępy w doświadczeniach w ciągu półwiecza „polowania na Higgsa”. Choć mechanika kwantowa nie nadaje się w zasadzie do popularyzacji, bo rozgrywa się w abstrakcyjnej przestrzeni obiektów matematycznych, Baggott dzięki historycznemu ujęciu zdołał moim zdaniem wyjaśnić wszystko to, co na popularnym poziomie możliwe jest do wyjaśnienia.
Dowiadujemy się wielu ciekawych rzeczy nie tylko o cząstkach elementarnych, ale i o ludziach, którzy poświęcili całe życie ich badaniu. Na przykład taki szczegół: Steven Weinberg i Sheldon Glashow (wspólna Nagroda Nobla w 1979 r.) byli kolegami z jednej klasy w nowojorskiej The Bronx High School of Science. Ta szkoła średnia wydała ośmiu noblistów, siedmiu laureatów Pulitzera i setki innych wybitnych absolwentów. Może zamiast biadolić nad pozycją naszych uniwersytetów w światowych rankingach, ktoś pochyliłby się nad naszymi szkołami średnimi – a także podstawowymi i gimnazjalnymi?

Jim Baggott, „Higgs – odkrycie boskiej cząstki”, przeł. Bogumił Bieniok i Ewa L. Łokas, Prószyński i S-ka, Warszawa 2014

Czytasz ten tekst bezpłatnie, bo Fundacja Tygodnika Powszechnego troszczy się o promowanie czytelnictwa i niezależnych mediów. Wspierając ją, pomagasz zapewnić "Tygodnikowi" suwerenność, warunek rzetelnego i niezależnego dziennikarstwa. Przekaż swój datek:

Dodaj komentarz

Usługodawca nie ponosi odpowiedzialności za treści zamieszczane przez Użytkowników w ramach komentarzy do Materiałów udostępnianych przez Usługodawcę.

Zapoznaj się z Regułami forum
Jeśli widzisz komentarz naruszający prawo lub dobre obyczaje, zgłoś go klikając w link "Zgłoś naruszenie" pod komentarzem.

Zaloguj się albo zarejestruj aby dodać komentarz

© Wszelkie prawa w tym prawa autorów i wydawcy zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów i innych części czasopisma bez zgody wydawcy zabronione [nota wydawnicza]. Jeśli na końcu artykułu znajduje się znak ℗, wówczas istnieje możliwość przedruku po zakupieniu licencji od Wydawcy [kontakt z Wydawcą]