3320 25. 9. 2015.
Питам се, питам
ОДАКЛЕ НАЗИВ
После четири деценије потраге, свет је недавно обишла вест да је најтраженија честица из природе – Хигсов бозон или „божја честица” – најзад откривена
Приказ појаве Хигсовог бозона у детектору CMS
тручњаци који раде на два велика детектора честица CMS и ATLAS, који су део највеће научне машине коју је човек икада изградио (Велики хадронски сударач, LHC), објавили су 4. јула ове године да су ухватили честицу – бозон који је око 126 пута масивнији од протона, „а доследан је с Хигсовим бозоном”. Ипак, у Церну је наведено да су потребни још неки додатни подаци и провере пре него што се коначно потврди да се заиста ради о њој. Неухватљиви спасилац
Зашто се сматра да би откриће Хигсовог бозона било један од највећих успеха науке, деценијама уназад?
Према „стандардном моделу”, важећој теорији која описује основне састојке материје и основне силе преко којих њене честице делују, сва материја је изграђена од кваркова и лептона. Постоје четири основне силе – јака сила, електромагнетизам, слаба сила и гравитација. Тако јака сила везује кваркове, стварајући протоне и неутроне, а преостала (резидуална) јака сила везује протоне и неутроне, дајући атомско језгро (нуклеус). Електромагнетна сила везује језгро и електроне (врсту лептона) – стварајући атоме. Преостала електромагнетна сила везује атоме у молекуле. Слаба сила је одговорна за неке врсте нуклеарног распада. Деловање слабе и јаке силе протеже се само до величине пречника атомског језгра, док електромагнетизам и гравитација имају неограничен опсег, па су нам зато много познатији.
-------------------------------------------------------------------------------------------
„Мислим да је имамо. Да ли се слажете?”
Овим речима се Ролф Хојер, генерални директор Церна, обратио присутнима на недавно одржаном научном скупу у Женеви. Он је потврдио да су два одвојена тима са Великог хадронског сударача (LCH), са вероватноћом већом од 99 одсто, открили Хигсов бозон („божју честицу”). Или, макар, сасвим нову честицу, која се налази тачно на оном месту где је очекивано да се нађе хигс. Јер, иако су тимови сигурни да нова честица има праву масу, као Хигсов бозон – још је неизвесно да ли се и понаша као „божја честица”.
--------------------------------------------------------------------------------------------
Постоји више разлога зашто ова, иначе веома добра теорија, није постала и коначна. Најпре, у стандардни модел никако није могла да се укључи гравитација. С друге стране, у њу је морао да се уврсти Хигсов бозон, хипотетичка основна честица (квант) Хигсовог поља, да би се објаснило како и зашто (само неке) честице добијају масу. Али, и да стандардном моделу обезбеди математичку исправност. Теорија је, наиме, запала у тешкоће када је требало да објасни међудејство Ý бозона (једног од преносилаца слабе силе), јер се добијао бесмислен резултат. Хигсов бозон послужио је као спасилац теорије, јер је његово спаривање са Ý бозоном враћало резултат у прихватљив оквир. Само, он никако није могао да се открије и докаже огледима. 
''Oтац'' бозона, Питер Хигс, ишчекивао је овај тренутак више од четири деценије. Није чудно што је заплакао од среће.
Осим тога, само је постојање једног поља као што је Хигсово (и његовог кванта Хигсовог бозона), могло да очува уједињујућу теорију која је тврдила да су на великим температурама (непосредно после Великог праска), електромагнетизам и слаба сила били једна те иста – електрослаба сила. Овакво поље би омогућило да се при ширењу и хлађењу васионе „сломи симетрија” и да се из електрослабе силе издвоје две посебне – електромагнетизам и слаба сила. Било је неопходно објаснити како је могуће да њихови преносиоци имају сасвим другачије масе. Док је фотон (електромагнетизам) уопште нема, W и Z бозони (преносиоци слабе силе) спадали су међу најтеже откривене честице – са масама између 80 и 90 Gev (гига електрон волти).
Произашло је да је ова теоријска честица, на неки начин, цигла на којој почива целокупна грађевина нашег досадашњег сазнања о основним чиниоцима света у коме живимо. Зато није превелико изненађење што је добила надимак „божја честица”, који је затим брзо прихваћен у медијима. Посебно, што се први пут појавио 1993. године, у наслову књиге угледног америчког нобеловца, физичара Леона Ледермана – „Божија честица: Ако је васиона одговор, шта је питање?” („The God Particle: If the Universe is the Answer, What is the Question?”). Јер, за већи део неупућене јавности, назив Хигсов бозон готово да ништа није значио. Чак је деловао прилично одбојно, што је противречило настојању стручњака да се врхунска наука приближи обичном човеку и објасне велика материјална улагања у неке од њихових пројеката.
Да је тако, потврдио је и сам Ледерман, који је због овог надимка за Хигсов бозон постао мета неких колега. „Хигсов бозон је толико у средишту збивања данашње физике, тако је битна честица за наше коначно разумевање грађе материје, а ипак тако неухватљива”, правдао се Ледерман. Испричао је пријатељима да је чак помишљао да је назове „ђавоља честица” (The Goddamned Particle), желећи тако да истакне велико разочарање, фрустрацију научника, што никако нису успевали да је докажу огледима. „Али, издавач не би дозволио тај назив”, додао је помало у шали (мислећи на прилично религиозну читалачку публику у САД), „иако би био прикладнији, имајући у виду њену нитковску природу и трошкове које је изазвала.”
--------------------------------------------------------------------------------------------
ОН ЈЕ „КРИВАЦ”Леон Ледермен, чији су се родитељи доселили из Русије, рођен је 1922. године у Њујорку. Данас важи за једног од најбољих експерименталних физичара, а познат је и као „савремени Да Винчи”. Године 1951. одбранио је докторат из физике на Универзитету Колумбија, а 1979. године постаје директор Фермилаба (Fermi National Accelerator Laboratory). Нобелову награду за рад на неутринима и откриће мионског неутрина добио је 1988. године (заједно са Мелвином Шварцом и Џеком Штајнбергером). Био је и председник Америчког друштва физичара.
--------------------------------------------------------------------------------------------
И Џејмс Џилс, један од портпарола Церна, такође физичар, изрекао је слично мишљење: „Наравно да честица нема никакве везе с богом, али разумем зашто се кренуло тим путем, јер ’хигс’ је толико важан за наше разумевање природе.”
Занимљив одломак који следи узет је из поменуте Ледерманове књиге. Представља проширену метафору за многе загонетке у физици, посебно у физици честица. Порука је да не можемо да разумемо правила (законе природе), а да не сазнамо шта је објекат. То се, наравно, односи и на откриће Хигсовог бозона – чиме би се потврдила теорија стандардног модела и да су, барем до сада, стручњаци били на правом путу.
Невидљива фудбалска лопта
...Замислите да постоје интелигентна бића на планети званој Твило. Она, мање-више, личе на нас, говоре као ми, све раде као људи – осим једне ствари. Имају урођен недостатак у свом визуелном апарату – не могу да виде црно-беле предмете код којих су црна и бела поређане једна крај друге. На пример, не могу да виде зебре. Или, дресове судија у америчкој рагби лиги. Или фудбалске лопте. Узгред, то и није неки велики недостатак. Земљани су још чуднији. Ми имамо две, дословно слепе тачке у средишту видног поља. Те празнине не опажамо само захваљујући нашем мозгу. Он их попуњава, закључујући на основу података из осталог, видљивог дела поља, шта би требало да се налази на њиховом месту. А људи јурцају 160 километара на сат по ауто-путевима, изводе операције на мозгу или жонглирају запаљеним бакљама, иако је део онога што виде – само добро нагађање.
Претпоставимо да је група житеља с планете Твило дошла на Земљу – у мисију добре воље. Да бисмо им дочарали део наше културе, ми их водимо на један од најомиљенијих догађаја на планети – на утакмицу Светског првенства у фудбалу. Наравно, не знамо да не могу да виде црно-белу фудбалску лопту. И тако, они седе и гледају утакмицу, с љубазним, али збуњеним изразима на лицу. Јер, што се тиче Твилоанаца, они виде гомилу особа у кратким панталонама које трче горе-доле по терену, бесциљно забацују ноге у ваздух, налећу једни на друге и падају на земљу. А када један „службеник” дуне у пиштаљку, играч отрчи до бочне линије, заустави се и дигне руке увис, док га други играчи посматрају. У случајевима када се голман необјашњиво баци на земљу, избије одушевљење у публици, а супротни тим добије наградни поен.
Твилоанци су провели петнаест минута у потпуној збуњености. Онда су, да би прекратили време, одлучили да покушају да одгонетну игру. Неки су пробали техником класификације. Закључили су, делимично по одећи, да постоје два супротстављена тима. Исцртавали су кретање разних играча, на основу чега су закључили да се сваки углавном креће по одређеном делу поља. Да би разјаснили своју потрагу, Твилоанци су, као што бисмо урадили и ми Земљани, наденули посебна имена за играче на различитим позицијама. Та места су категоризована, упоређивана и супротстављана. Квалитете и ограничења сваког посебног места у тиму исцртали су у великој табели. Највећи преокрет је дошао после открића Твилоанаца да постоји симетрија. За свако место у тиму А, постоји исто такво место у тиму Б.
Све добија смисао
До пред крај утакмице, Твилоанци су израдили десетине графикона, стотине табела, једначина и забележака о сложеним правилима игре. И, мада су правила можда била, у ограниченом смислу, тачна – нико од њих није успео да схвати суштину игре. Онда је један млади Твилоанац, који је до тада био сасвим неприметан, изустио: „Хајде да претпоставимо да постоји невидљива лопта.”
„Шта рече?”, одбруси му један старији Твилоанац.
Јер, док су остали покушавали да открију шта је суштина игре, младић је трагао за ретким догађајима. И, нашао је један. Непосредно пре него што би судија доделио поен и једва секунду пре него што би публика скочила на ноге, овај Твилоанац је запазио да се у мрежи гола појављује једно краткотрајно удубљење. Фудбал је игра с мало погодака и могуће је уочити само неколико оваквих испупчења. Ипак, младић је успео да закључи да је испупчење имало полукружан облик – одакле његово откриће да се фудбалска игра заснива на постојању невидљиве лопте (невидљиве, барем, за Твилоанце).
Остали Твилоанци су саслушали ову теорију и пошто су емпиријски докази били прилично мршави, тек после жустре расправе могли су да закључе да је младић био у праву. Један старији члан групе – испоставило се, њихов физичар – напоменуо је да су понекад много важнији ретки догађаји него хиљаде свакодневних, обичних.
Али, стварна копча била је једноставна чињеница да мора да постоји лопта, коју из неког разлога Твилоанци не могу да виде – и онда се све уклапа. Игра добија смисао. Не само то – и теорије, дијаграми, табеле и све остало што су Твилоанци састављали цело поподне, постаје важеће. Лопта једноставно даје смисао правилима...
Аутор:
Г. Војиновић
Илустровао:
Растко Ћирић - Пријавите се или се региструјте да бисте слали коментаре
