Scientia

S-a discutat mult pe tema particulei lui Dumnezeu, cu prilejul deschiderii celui mai mare accelerator de particule, situat la Cern, Elveţia. Deşi numită "a lui Dumnezeu", această particulă, odată descoperită, nu va dovedi însă existenţa lui Dumnezeu. Mai degrabă, aş spune, dimpotrivă.

Bosonul Higgs este o particulă – deocamdată ipotetică – ce, dacă s-ar dovedi că există, ar asigura mecanismul prin care particulele îşi obţin masa. Acesta a fost numit particula lui Dumnezeu de către laureatul premiului Nobel Leon Lederman. Opinia lui Peter Higgs (cel care a propus teoria existenţei particulei Higgs) apropo de numirea de către Lederman a particulei Higss drept particula lui Dumnezeu a fost: "He wanted to refer to it as that 'goddamn particle' and his editor wouldn't let him.". În momentul de faţă Modelul Standard, teoria care explică modul în care interacţionează particulele elementare şi forţele care le guvernează, nu este complet; nu există o explicaţie pentru faptul că particulele au masă.

Peter Higgs

Peter Higgs este fizicianul britanic care a sugerat în anii '60 existenţa unei particule, denumite ulterior după numele acestuia particula Higgs, care are doar masă şi nicio altă caracteristică, ca de exemplu sarcină.

Ştim că:
-materia este constituită din molecule;
-moleculele sunt formate din atomi;
-atomii sunt compuşi din electroni şi nucleu;
-nucleul atomic este constituit din protoni şi neutroni care au masă de aproximativ 2 mii de ori mai mare decât electronii;
-protonii şi neutronii sunt constituiţi din quarcuri.
Dar nu ştim cum particulele fac rost de masa pe care o au.

Câmpul Higgs şi bosonul Higgs

Trebuie distins între bosonul Higgs şi câmpul Higgs. Câmpul Higgs este cel care, în fapt, ar da masă tuturor particulelor. Toate particulele călătoresc prin acest câmp Higgs. În urma interacţiunii dintre particule şi câmpul Higgs, particule obţin masă.Teoria lui Higgs prezice faptul că un câmp Higgs ar fi prezent pretutindeni în Univers, iar particulele ce-l parcurg ar crea o mică distorsiune a spaţiului care ar coincide şi cu obţinerea de masă de către particule (aşa cum trecerea unui electron printr-o matrice de atomi încărcată pozitiv a unui solid duce la creşterea masei electronului cu până la 40 de ori) .

De asemenea, teoria spune că imediat după Big Bang particulele nu aveau masă. Dar odată cu răcirea universului post-Big Bang, un câmp, câmpul Higgs, a luat naştere. Masa pe care particulele o obţin prin interacţiunea cu acest câmp depinde de nivelul de interacţiune dintre acestea; prin urmare, particulele care nu interacţionează cu acest câmp, ca de exemplu fotonul, nu au masă.

Câmpul Higgs nu este considerat o forţă; acesta nu accelerează particule, nu transferă energie. Bosonul Higgs este o particulă care îşi obţine masa ca şi oricare altă particulă cu masă, în urma interacţiunii cu câmpul Higgs. Particula Higgs interacţionează în diferite feluri cu celelalte particule. Particula Higgs este extrem de importantă pentru faptul că cercetătorii nu pot proba existenţa directă a câmpului Higgs, ci a particulei Higgs, care odată descoperită, indirect, ar dovedi existenţa câmpului Higgs.

Particula Higgs este considerată o purtătoare de forţă, aşa cum alte particule sunt purtătoare de forţă: fotonii pentru forţa electromagnetică, gluonii pentru forţa tare ori bosonii slabi (W+, W- şi Z0) pentru forţa slabă. Bosonii Higgs interacţionează cu toate particulele, mai puţin cele fără masă. Neutrino, cea mai uşoară particulă, cu masa aproape zero, interacţionează foarte puţin cu bosonul Higgs.

  Imaginea este o simulare a CERN descriind apariţia unei particule Higgs în urma coliziunii a doi protoni.

Odată creată, particula Higgs s-ar descompune foarte repede. Se consideră că deşi interacţionează cu toate particulele cu masă, bosonul Higgs ar avea o preferinţă să interacţioneze cu particulele cele mai grele, cum ar fi quarcul top. Ştiindu-se acest lucru, oamenii de ştiinţă se aşteaptă să obţină, la Fermilab ori la acceleratorul de particule de la Cern (Large Hadron Collider), confirmarea ori infirmarea existenţei particulei Higgs. Oricare ar fi rezultatul, tot un succes ar fi, întrucât o confirmare a neexistenţei particulei Higgs ar orienta cercetările în altă direcţie în căutarea cauzei masei particulelor. Se speră ca după intrarea în fucţiune la întreaga sa capacitate, LHC să ofere un răspuns cât mai curând, iar în cazul în care particula Higgs va fi descoperită, acest lucru ar întregi tabloul particulelor elementare ce formează Modelul Standard.