Šta je Higsova čestica?

Današnji dan, 4. jul 2012. godine najverovatnije će ostati zabeležen u istoriji kao dan kada je otkrivena Higsova ili “Božija” čestica, kako je mnogi nazivaju.

Jutros na naučnom seminaru, a kasnije i na konferenciji za novinare, koji je održan u CERN-u istraživači iz ATLAS i CMS kolaboracija objavili su rezultate. Objavljeni rezultati pokazali su da je tražena Higsova čestica locirana, da ima masu od 125-126 GeV. Pouzdanost objavljenih rezultata je dovoljna za objavljivanje otkrića, a verovatnoća da je neki od ekseprimenata napravio grešku iznosi 1:3.500.000!

Toliko buke danas oko jedne čestice, za koju većina ljudi i ne zna čemu služi. Možda se pitate zašto je ova čestica toliko važna?

Neki je nazivaju “Božija”, ali taj njen značaj niti ima veze sa božanstvima, teologijom ili religijom niti je tačan.

Naziv “Bočija” čestica prvi je upotrebio fizičar i dobitnik Nobelove nagrade, Leon Ledermen kao naslov istoimene knjige. Ovaj ironični naslov, kako kaže i sam autor, izabran je po preporuci izdavača, da bi se povećao tiraž. Osim ekonomskog i ironičnog značenja naziv “Božija čestica” nema nikakave druge veze sa fizikom, ali je taj naziv ostao prihvaćen u široj javnosti i medijima. Stručna javnost ga baš i ne voli već koristi ono pravo ime – Higsova čestica.

Higsova čestica je poslednji element koji je nedostajao da Standardni model elementarnih čestica postane kompletan. Prema Standardnom modelu ceo svet u kome živimo izgrađen je od osnovnih gradivnih jedinica, elementarnih čestica, čijim s ekombinovanjem dobijaju atomi, molekuli i sve što nas  okružuje. Prema ovom modelu čestice se dele na leptone i kvarkove. Leptoni su slobodni, a njihovi najpoznatiji predstavnici su elektron i neutrino (tačnije tri neutrina). Kvarkovi su čestice koje grade protone, neutrone i mnoge druge složenije čestice.

Osim ove dve grupe čestica materije postoji još jedna grupa tzv. bozoni, koji prenose interakcije između čestica materije. Poznato je da u prirodi postoje četiri osnovne sile, tj. interakcije – gravitaciona, elektromagnetna, slaba i jaka. Gravitaciona sila je neka druga priča, ali preostale tri sile deluju posredstvom prenosioca interakcija, tj. pomenutih bozona, od kojih je napoznatiji foton – prenosilac elektromagnetne interakcije.

Sve ove čestice koje je predvideo standardni model, leptoni, kvarkovi i bozoni, su odavno detektovane i “upoznate”, ali ostao je još jedan nerešen problem da bi Standardni model bio kompletan. Taj problem je masa! Model elementranih čestica lepo funkcioniše, slaže se sa eksperimentima, ali čestice koje on, ovakav, predviđa nemaju masu.

A, nama je dobro poznato da sve u svetu oko nas ima neku masu. Da bi rešio ovaj problem fizičar Piter Higs je 1964. godine predložio jedan mehanizam prema kom sve čestice dobijaju masu. Taj mehanizam uveo je jedno novo polje, tzv. Higsovo polje, a sve čestice krećući se kroz to polje nailaze na različit otpor. Što je veći otpor koji polje pruža nekoj čestici, veća je njena masa. Kako u fizici svakom polju i interakciji odgovara neka čestica, tako Higsovom polju odgovara Higsova čestica.

Upravo ta Higsova čestica bila je element koji je nedostajao da Standardni model postane kompletan. Rezultati koji su danas objavljeni u CERN-u pokazali su da postoji neka nova čestica, tamo gde je model predvideo, sa osobinama sličnim onima koje je predvideo model. Šta mislite, Higsova čestica je verovatno pronađena?

Slično pitanje danas je uputio i direktor CERN-a fizičarima na kraju seminara, “Mislim da ga imamo! Slažete se?”, rekao je. U sali je odjeknulo glasno “Yeah!” i gromoglasan aplauz.

Sudeći po reakciji fizičara, eksperata u ovoj oblasti, Higsova čestica je pronađena i prvi put u istorji čovečanstva znamo zbog čega čestice i tela oko nas imaju masu.