Jak na razie hipotetyczna cząstka, które zawdzięczamy to, że materia ma masę, nosi nazwisko fizyka Petera Higgsa, który rozwinął teorię Modelu Standardowego. To on postulował istnienie cząstki będącej kwantem pola skalarnego nadającego masę.
Są jednak inni chętni na "przejęcie" bozonu. Niektórzy fizycy sądzą, że cząstkę powinno nazywać się BEH lub bozonem skalarnym. Wszystko dlatego, że najsłynniejsza cząstka wszech czasów ma za sobą skomplikowaną przeszłość, a badania nad Modelem Standardowym to dzieło wielu fizyków. Świat fizyczny podzielił się na kilka obozów, a walka o nazwę trwa.

BEH

W 1961 roku Yoichiro Nambu z University of Chicago jako pierwszy wskazał, że musi istnieć pole nadające masę (dzisiaj kojarzymy już tylko "pole Higgsa"). Latem 1964 roku Robert Brout i François Englert (od ich nazwisk będą pochodził "B" i "E" w BEH) z Wolnego Uniwersytetu w Brukseli opracowali teorię, która wyjaśniała pojawienie się pola zaproponowanego przez Nambu. Ale to Higgs z University of Edinburgh pierwszy przewidział, że za pojawieniem się owego tajemniczego pola może stać jedna cząstka (jesień 1964). Stąd "H" w BEH.

Bezimienny, ale skalarny. A może BEHHGK?

Drugą propozycją jest nazwanie cząstki bozonem skalarnym i zrezygnowanie z nazwiska Higgsa. Unika się wówczas przypisywania odkrycia jednej osobie, które powoduje, że inni czują się pokrzywdzeni.

Jest jeszcze jedna możliwość: bozon BEHHGK. Brzmi nieco barokowo, ale to dlatego, że proponenci chcą uhonorować wszystkich odkrywców. Po pierwsze panów B., E. i H., wymienionych powyżej. Ale dodatkowo także Dicka Hagena, Geralda Guralnika oraz Toma Kibble'a, którzy także w 1964 roku opublikowali teorię mechanizmu nadawania masy. 

W tym miejscu jednak znowu wybucha spór, bo wielu fizyków uważa, że bozon to zasługa tylko Brouta, Englerta and Higgsa, a pozostali opublikowali swoją teorię później i nie była już tak przełomowa. Na ten temat wypowiedział się jednak sam Guralnik ("G" w BEHHGK), mówiąc, że napisał swoją pracę nie wiedząc o pracach panów BEH i że "nie dodał pod ich wpływem ani jednej litery". 

Jest wreszcie grupa "konserwatywna", która chce pozostać przy bozonie Higgsa. Ta nazwa po prostu już się przyjęła, wyjaśniają.

Nazwa a Nagroda Nobla

To zabawne, ale spór o nazwę ma głębszy podtekst. Wiadomo, że jeśli CERN potwierdzi istnienie bozonu, najbliższy Nobel z fizyki niemal na pewno będzie nagrodą dla twórców teorii wyjaśniającej nadanie masy. Dylemat, przed którym staną szwedzcy decydenci, będzie dokładnie ten sam: czy Nobel ma być tylko dla Higgsa? A może dla Higgsa, Englerta i Brouta? Może wreszcie podzielić go pomiędzy jeszcze większą ilość osób? Wszak Guralnik niczego pod wpływem Higgsa nie dodał.

Na razie czekamy na oficjalne oświadczenie CERN w sprawie bozonu. To już 4 lipca.

(ew/New Scientist)

Poszukiwania bozonu Higgsa trwały od pół wieku. To ta cząstka ma decydować o tym, że materia ma masę.

W CERN poszukiwaniami zajmują się aż dwa niezależne zespoły: ATLAS i CMS. Chodzi o to, aby odkrycie dokonane przez jedną grupę mogło być potwierdzone przez drugą.

Właśnie poznaliśmy wyniki ich badań.

To była pierwsza w historii konferencja odbywająca się na dwóch kontynentach. To, co dzieje się pod Genewą, było oglądane na całym świecie, ale w dyskusji brali udział także fizycy z Melbourne, gdzie rozpoczęło się wielkie branżowe sympozjum.

4.07.2012

9:07

Jak na razie swoje wyniki przedstawia eksperyment CMS, w którym pracuje 4000 osób. Joe Incandela z CMS wyjaśnia, czym jest Model Standardowy i dlaczego bozon jest taki ważny.

- To bardzo wstępne wyniki, ale są bardzo silne. Inaczej byśmy ich nie przedstawiali - mówi Incandela.

9:20

Incandela omawia metodologię eksperymentu CMS. Ponieważ jak na razie prezentacja jest specjalistyczna, internet komentuje wygląd fizyka. "Czyż nie wygląda jak George Clooney?" - pyta Ian Sample, dziennikarz "Guardiana" znajdujący się w CERN.

9:24

- Przejdę do wyników - powiedział Incandela. Na sali znajduje się sam Peter Higgs.

9:25

Reuters opublikował właśnie krótką informację, że w CERN odkryto cząstkę, która "może być bozonem Higgsa". - Mogę potwierdzić, że odkryto cząstkę, której cechy są spójne z tymi, jakie ma posiadać bozon - komentuje dla Reutersa John Womersley z brytyjskiego Science & Technology Facilities Council, który śledzi konferencję z Londynu.

9:31

Jeśli nałoży się na siebie wyniki rozkładu cząstek na dwóch kanałach, to wyniki eksperymentu CMS dają wyniki 5 sigma - relacjonuje Incandela . Na sali wybucha aplauz. To dość twardy dowód na istnienie cząstki, nawet jak na standardy fizyki wysokich energii. Oznacza, że istnieje zaledwie 0.00006% szansa, iż wynik został uzyskany losowo.

9:45

Energia obserwowanej przez CMS cząstki to 125,3 GeV +/- 0,6 . - Znaleźliśmy bozon o takiej energii - podsumowuje Incandela. Pewność: 4,9 sigma .

Brian Cox z Uniwersytetu w Manchsterze i dziennikarz Discovery wyjaśnia na Twitterze: Mówiąc krótko, CMS odkrył nowy bozon, który zachowuje się jak Higgs z Modelu Standardowego .

Pier Oddone, fizyk i szef amerykańskiego Fermilab, komentuje tymczasem: Jeśli coś wygląda jak kaczka, rusza się jak kaczka, to jest kaczką!

9:53

Teraz czas na wyniki drugiego zespołu. Przemawia Fabiola Gianotti, liderka zespołu 3000 badaczy eksperymentu ATLAS.

10:10

Jak na razie Fabiola Gianotti wyjaśnia metodologię eksperymentu ATLAS i ulepszenia, jakie w niej zastosowano. Dobrze poinformowani dziennikarze z New Scientist twierdzą, że warto poczekać do wyników. "Są ekscytujące" - donoszą na Twitterze. Ponoć ATLAS widzi Higgsa z odchyleniem standardowym 5 sigma.

10:35

Aplauz na sali. Badacze z eksperymentu ATLAS widzą bozon na 126,5 GeV, odchylenie standardowe 5 sigma. - Dziękujemy ci, naturo - mówi Gianotii.

Podsumowując: eksperymenty CERN widzą cząstkę o energii ok. 126 GeV, która zachowuje się jak bozon Higgsa z Modelu Standardowego.

10:45

- Mamy odkrycie. Nie bójmy się tego określenia. To kamień milowy w historii fizyki i dopiero początek. To będzie miało wielkie skutki dla przyszłości  - podsumowuje Rolf Heuer, szef CERN. Owacje na stojąco.

10:57

- To najwspanialsze wydarzenie w moim życiu. Niewiarygodne - mówi obecny na sali Peter Higgs.

11:21

Trwa konferencja prasowa. - Tak, znaleźliśmy bozon . Teraz musimy potwierdzić, jaki to bozon - mówi Rolf Heuer. Na razie wiadomo, że zachowuje się jak bozon Higgsa, ale do potwierdzenia jego właściwości potrzeba będzie dalszych badań.

12:30
- Nie ma wątpliwości, że znaleziono coś bardzo podobnego do bozonu Higgsa . Siła sygnałów otrzymanych przez CMS i ATLAS jest całkowicie przekonująca - komentuje prof. John Ellis z King's College w Londynie, wieloletni współpracownik CERN. - W dodatku są one potwierdzone przez dane z Tevatronu z eksperymentów CDF i D0. Teraz nacisk zostanie położony na właściwości nowo odkrytej cząstki. Czy ma spin zero? Odkrycie otwiera nową erę w fizyce cząstek, bo będziemy poszukiwać odchyleń od Modelu Standardowego.

Czy to na pewno bozon Higgsa? A może jego bliźniak? - dopytywali się dziennikarze zgromadzeni na konferencji w CERN. - Zapytajcie mnie ponownie za cztery lata - odpowiadał wymijająco szef CERN, Rolf Heuer. - Istnienie cząski podobnej do Higgsa to silny argument za supersymetrią - dodał Joe Incandela z CMS.

(ew)

- To wielki dzień. Uwieńczenie prawie 20 lat pracy tysięcy specjalistów. Największe jak dotąd odkrycie naukowe XXI wieku i chyba największe w historii ludzkości wspólne pokojowe przedsięwzięcie – ocenia dyrektor Narodowego Centrum Badań i Rozwoju (NCBJ) prof. Grzegorz Wrochna.

Podkreśla, że odkrycie uczonych dotyczy najbardziej elementarnych składników całej materii i fundamentalnych praw nią rządzących.  - Od lat 80. wiemy, że u podstaw wszystkich zjawisk rządzonych siłami jądrowymi i elektromagnetycznymi, więc światła i dźwięku, własności ciał stałych i gazów, a nawet chemii i biologii leży tzw. model standardowy oddziaływań fundamentalnych. Jednak, aby był on w pełni zgodny z doświadczeniem, musi zawierać mechanizm ustalający masy obserwowanych cząstek. Jego przejawem powinno być istnienie tzw. cząstki Higgsa, popularnie zwanej po prostu higgsem – mówi prof. Wrochna.
Jego zdaniem „polowanie na higgsa to przedsięwzięcie naukowe o skali znacznie przekraczającej lot człowieka na Księżyc”. Projektowanie eksperymentów, które dokonały odkrycia rozpoczęto już w latach 80. 

- Sam poświęciłem eksperymentowi CMS kilkanaście lat życia, a niektórzy moi koledzy prawie 20. Pierwsi projektanci eksperymentów odeszli na emeryturę przed ich uruchomieniem, a najmłodsze osoby dziś pełniące wiodącą rolę nawet ich nigdy nie spotkały. Skala czasowa projektu obejmuje więc dwa pokolenia, podobnie jak niegdyś budowa gotyckich katedr – zaznacza dyrektor NCBJ.
Ocenia, że równie bezprecedensowa jest też skala przestrzenna. W sumie nad akceleratorem i detektorami pracowało 10 tysięcy fizyków i inżynierów z kilkuset instytucji reprezentujących kilkadziesiąt krajów.  - Obserwowałem wspólnie pracujących naukowców z krajów będących formalnie w stanie wojny ze sobą, reprezentujących różne systemy polityczne i kultury. Sam koordynowałem prace zespołu, w którym prócz Polaków byli Amerykanie, Austriacy, Finowie, Koreańczycy, Rosjanie i Włosi. Wiele prac wykonywanych było w laboratoriach rozsianych po świecie, także w Polsce – opisuje prof. Wrochna.
Satysfakcja z tego, że w roku 2008 eksperymenty przy LHC zadziałały bardzo sprawnie, była olbrzymia. - Zadziałało największe urządzenie badawcze świata. Ale to był dopiero środek do celu. Celem był higgs i - miejmy nadzieję - kolejne odkrycia jakich dokonamy. Dziś ten najważniejszy cel został osiągnięty - mówi.

(ew/pap)

Odkrycie cząstki Higgsa byłoby dla fizyków dowodem na istnienie mechanizmu, wyjaśniającego, od czego zależy masa cząstek. Cząstki mianowicie, w zależności od swoich właściwości, napotykają na większy lub mniejszy opór, poruszając się w próżni. Mechanizm Higgsa w uproszczeniu oznacza, że cała przestrzeń, nawet jeśli pozbawiona jest cząstek, wypełniona jest energią o jednakowej sile w każdym punkcie. Wobec tego od oddziaływań każdej cząstki z tą energią zależy czy ma większą czy mniejszą bezwładność (czyli masę). - Cząstki Higgsa są specyficzne. Nawet jak ich nie ma, to energia z nimi związana jest duża i wszędzie taka sama - mówi prof. Leszek Roszkowski z Narodowego Centrum Badań Jądrowych w Świerku.
- To rzeczywiście jest wielki sukces. Dzisiaj jesteśmy dokładnie w punkcie zwrotnym, jeżeli chodzi o to, kiedy można powiedzieć, że coś się odkryło -  mówi prof. Roszkowski.
Jak tłumaczy, badacze obliczają statystykę obserwowanych zjawisk i mierzą jak wiele z nich jest "znaczących". Dodał, że wskaźnik, przy którym można powiedzieć, że poszukiwane zjawisko rzeczywiście zachodzi (czyli występuje znacząco często) wynosi pięć sigma. To odpowiada szansie zaledwie jeden do miliarda na to, że jest to coś innego.
- Jeżeli się ma więcej niż tyle, to się mówi, że się odkryło. Natomiast jeżeli jest mniej, to tylko mamy coś, co świadczy o tym, że być może coś tam jest. Obydwa te eksperymenty dzisiaj dokładnie powiedziały, że widzą sygnał na poziomie pięć sigma. Musimy więc powiedzieć: jest, rzeczywiście odkryliśmy coś - wyjaśnia fizyk doświadczalny, biorący udział w eksperymencie CMS, dr Piotr Zalewski z Narodowego Centrum Badań Jądrowych.

Co tam jest? Czy to higgs?

Natomiast od tego jest jeszcze bardzo daleko do stwierdzenia z całą pewnością, że to rzeczywiście jest cząstka Higgsa. A nawet jeżeli uda nam się stwierdzić, że to rzeczywiście jest cząstka Higgsa, to jeszcze nie będziemy wiedzieli która, bo fizycy przewidzieli ich więcej.  To dlatego że mamy bardzo wiele scenariuszy rozszerzających Model Standardowy.

Gdyby okazało się, że cząstek Higgsa jest więcej niż jedna, oznaczałoby to, że teoria jest szersza i obejmuje wiele nieodkrytych cząstek elementarnych. Wśród nich miałyby być cząstki ciemnej materii. Chodzi o ogromne skupiska materii w kosmosie, które oddziałują grawitacyjnie na swoje otoczenie, ale są niewidoczne dla naszych teleskopów, ponieważ nie świecą, ani nie odbijają światła. Naukowcy przypuszczają, że wyjaśnienie, czym jest ciemna materia wymaga odkrycia zupełnie nowych cząstek elementarnych, które nie są zdolne do oddziaływań elektromagnetycznych.
- Możliwe że ciemna materia to zagadnienie z naszej dziedziny. Tymczasem Model Standardowy nawet nie stawia pytań o naturę ciemnej materii. Dlatego uważamy, że konieczne jest zbudowanie szerszego modelu - wyjaśnia prof. Maria Krawczyk w Wydziału Fizyki UW.

Tak naprawdę zatem jesteśmy na początku nowej drogi. - Doszliśmy do ważnego drogowskazu i zyskaliśmy pewność, że potrafimy odkrywać prawa natury na poziomie, który do tej pory był niedostępny. Chciałbym podkreślić, że w tym wszystkim bierzemy rzeczywisty udział. To znaczy my fizycy z Polski. Zbudowaliśmy część tego detektora, który dzisiaj prezentował swoje dane. Ta część była użyta w odkrywaniu tego, co dziś zostało pokazane - dodaje dr Zalewski.

(ew/pap)