Wielki Zderzacz Hadronów i jego odkrycie

Celem był higgs
Nowo odkryty w Wielkim Zderzaczu Hadronów (LHC) w CERN pod Genewą bozon – najcięższy ze znanych – jest nietrwały i nie istnieje poza zderzaczem, ale wiele wskazuje na to, że jest to poszukiwana od kilkudziesięciu lat cząstka Higgsa.
Moment zderzenia dwóch protonów.
CERN/materiały prasowe

Moment zderzenia dwóch protonów.

Nie jest wcale wykluczone, że dzień  4 lipca 2012 roku zostanie uznany za jeden z najważniejszych dni w historii odkryć naukowych tego wieku. Rano, na specjalnej konferencji CERN (Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych) z udziałem szefów zespołów ATLAS i CMS – to nazwy dwóch potężnych detektorów, w których śledzi się wyniki zderzeń protonów w LHC – obwieszczono, że nowo odkryty bozon, o ciężarze 126 GeV (gigaelektronowoltów) jest prawdopodobnie bozonem Higgsa. Sam profesor Peter Higgs ocierał łzy z oczu, gdy sala zareagowała aplauzem i oklaskami. Oba zespoły opublikują dokładne naukowe dane w końcu tego miesiąca, ale już mówi się o wielkim odkryciu.

Dlaczego bozony Higgsa są takie ważne i dlaczego tak trudno było je odkryć? Wszystko, co nas otacza, w tym i my sami, składa się z cząstek elementarnych. Niezwykły i wielki świat cząstek jest opisywany przez fizyków za pomocą zespołu teorii , które noszą nazwę Modelu Standardowego. Zakłada się w nim, że cząstki elementarne są wzbudzeniami pewnych pól kwantowych. W Modelu Standardowym materia składa się z kwarków i pozostałych cząstek, czyli leptonów, do których należą elektrony, miony, taony i trzy odpowiadające im neutrina. Wszystkie wymienione cząstki, ponieważ posiadają pewne wspólne cechy, są nazywane fermionami. Fermiony oddziałują ze sobą, a nośnikami tych oddziaływań też są cząstki zwane bozonami.  Bozonem jest  np. foton. Do grupy tej należą też bozony W+, W- i Z (przenoszą one słabe oddziaływania jądrowe) oraz gluony, które przenoszą oddziaływania silne. 

Konstruowanie Modelu Standardowego było bardzo czasochłonne i trudne. Model miał też pewną wadę – otóż wszystko zgadzało się w nim i działało bez zarzutu przy założeniu, że cząstki elementarne są pozbawione masy. To jednak  stanowiło niedorzeczność, ponieważ materia ma masę. Posiadania masy przez materię doświadczamy codziennie na każdym kroku. W latach 60. ubiegłego wieku, kilku fizyków (Nimbu, Brout i Englert) zauważyło, że problemy z masą znikają w Modelu Standardowym, gdy uwzględni się w nim obecność jeszcze jednego pola kwantowego. Tu na scenę wkroczył Peter Higgs, który dopracował nową koncepcję i zaproponował, by przyjąć, że istnieje pole kwantowe wypełniające cały wszechświat, nawet próżnię, które narodziło się podczas Wielkiego Wybuchu.

Pole to szczególnie oddziałuje z cząstkami elementarnymi, a mianowicie – stawia im opór i dzięki temu nabierają one masy. Ponieważ jednak wzbudzenia pól kwantowych są odbierane jako cząstki, z nowym polem też musiała być związana jakaś cząstka elementarna. Nazwano ją bozonem Higgsa właśnie lub higgsem. To dzięki niej świat jest taki, jaki jest, a więc materia ma w nim masę.

Poszukiwania cząstki Higgsa to przedsięwzięcie naukowe, którego skala przekracza chyba wysłanie człowieka na Księżyc. Eksperymenty, dzięki którym dzisiaj uczeni z CERN mogli donieść o swoim odkryciu zaplanowano  już w latach 80. ubiegłego wieku. Polowanie na Higgsa na dobre rozpoczęło się w 2008 roku, gdy uruchomiono w CERN-nie Wielki Zderzacz Hadronów– największe badawcze urządzenie świata.  Uruchomiono je głównie po to właśnie – by odkryć bozony Higgsa. Wszystko wskazuje na to, że dzisiaj ten najważniejszy cel został osiągnięty.  

Czytaj także

Aktualności, komentarze

W nowej POLITYCE

Zobacz pełny spis treści »

Poleć stronę

Zamknij
Facebook Twitter Google+ Wykop Poleć Skomentuj