Novice imajo skupen izvor. Cern v Ženevi, največje znanstvenoraziskovalno središče na svetu, je lani dosegal vrhunske rezultate. Skoraj so odkrili Higgsov bozon, izmerili so nenavadno hitro potovanje nevtrinov in za tisoč sekund "ujeli" antimaterijo. Za leto 2012 pa napovedujejo resnični znanstveni preboj: odkrili naj bi Higgsov bozon, v svetu znan pod popularnim imenom "božji delec". Higgsov bozon je delec, ki ga je leta 1960 v svoji teoriji o posebnem polju, ki prežema vesolje in snovi podeljuje maso, predvidel britanski fizik Peter Higgs. Higgsov delec, ki pripada "družini" bozonov, je del tega polja. Pravzaprav je njegov "produkt", ki nastane, ko polje reagira s snovjo, ki prehaja skozenj. Ker so različni delci snovi različno "lepljivi", naletijo pri prehajanju skozi Higgsovo polje na različen odpor in tako pridobijo več ali manj mase. To obenem pomeni tudi višjo ali manjšo hitrost delcev. Če Higgsovega polja (ali nečesa drugega, kar snovi podeljuje maso) ne bi bilo, snov ne bi imela mase in bi vse od velikega poka dalje kot množica fotonov s svetlobno hitrostjo divjala po vesolju. To pomeni, da se iz nje ne bi oblikovale zvezde, planeti in posledično ne človek, ki se sprašuje o svojem izvoru in ga med drugim išče prav v Higgsovem polju.

Higgsova teorija se je do danes ohranila kot najboljši opis mogočega mehanizma, ki snovi podeljuje maso. Vendar je to zgolj teorija, zato Higgsov mehanizem potrebuje eksperimentalno potrditev, dotlej pa izvor mase ni znan. Dokaz za obstoj Higgsovega polja bi bilo odkritje Higgsovega bozona, ki si ga je mogoče predstavljati kot delček polja, ki je bil v interakciji z drugo snovjo "odškrnjen" in je odletel v prostor. Ker pa ima Higgsov bozon zelo kratko življenje, saj v nekaj delčkih sekunde razpade na druge, bolj stabilne delce, ga z detektorji ni mogoče neposredno zaslediti. Mogoče pa je najti njegove "sledi".

Pod žarometi

V ta namen so v Cernu dvajset let gradili največji pospeševalnik delcev na svetu, sedemindvajsetkilometrski LHC, na obod katerega so postavili štiri detektorje. Dva od teh, Atlas in CMS, sta namenjena iskanju Higgsovega bozona. Vsak od njiju meri približno štirideset metrov v dolžino, dvajset v višino in tehta več tisoč ton. V detektorjih se skrivajo tehnološke strukture, silicijeve plošče, kilometri kablov, napajalniki, računalniki. Skupaj tvorijo najbolj zapletene naprave, kar jih je človek kdaj zgradil. Postavljene so v tunel, sto metrov pod zemljo, kjer si po dveh vzporednih ceveh s skoraj svetlobno hitrostjo drvijo nasproti "paketki" protonov. Na mestih, kjer sta cevi speljani v skupen prehod in kjer protoni trčijo drug ob drugega, stojijo detektorji. Ti zaznavajo trke med delci, pri katerih se zaradi velike hitrosti sprošča ogromno energije. Razmere, ki nastanejo pri trku v središču detektorjev, so podobne razmeram v zgodnjem vesolju, ko je bilo to staro milijardinko milijardinke milijardinke sekunde (deset na minus petindvajseto potenco sekunde) in veliko kot košarkarska žoga. V takšnih razmerah, predvidevajo fiziki, je mogoče izmed množice delcev, ki se tvorijo iz sproščene energije, izluščiti sledi Higgsovega bozona. Ta - tako predvideva teorija - ponavadi nemudoma razpade na dva delca, imenovana, Z-bozon, ki ju je z detektorjem mogoče zaznati. Z-bozona nadalje razpadeta na štiri delce, denimo dva muona in dva elektrona, ki jih je zelo enostavno meriti in s tem predvideti obstoj Higgsovega delca. Fiziki sledi takšnega razpada, ki je v grafični podobi na ogromnih ekranih v Cernovi kontrolni dvorani videti kot živobarvni ognjemet, pravijo "zlati kanal".

Razpad "nečesa" na dva Z-bozona so na detektorju CMS znanstveniki zaznali že septembra 2010. Dva meseca pozneje so o tem tudi javno spregovorili. Tedaj je iz Cerna prvič po zagonu LHC leta 2008 v svet poletel podatek, ki je dal slutiti, da bo Higgsov delec res mogoče potrditi. Profesor fizike Albert de Roeck iz detektorja CMS je tedaj za Dnevnik povedal, da je zelo malo verjetno, da bi Z-bozona nastala pri razpadu katerega drugega delca, ki ni Higgsov. Pravilno je tudi napovedal, da bo več takšnih podatkov v Cernu zbranih do jeseni 2011. Pred mesecem dni so v Cernu res organizirali konferenco, na kateri so predstavili rezultate zbranih meritev. Iz njih je mogoče sklepati, da Higgs obstaja, kakor tudi, da znaša njegova masa, izražena v energijskih enotah, približno 125 gigaelektron voltov (GeV/c

2

; enota izhaja iz enačbe E=mc

2

). Dokončno potrditev (ali zavrnitev) tega podatka so v Cernu napovedali za leto 2012. Trenutno pospeševalnik delcev ne obratuje, spomladi, ko se bo delo nadaljevalo, pa morajo znanstveniki zbrati le še toliko trkov delcev, da bo stopnja verjetnosti narasla nad znanstveno zadovoljivo mejo.

Iskanju Higgsovega bozona so se v zadnjih letih posvetili vsi svetovni mediji, časopisi, spletni portali, radii in televizije. Dogajanju v Cernu redno sledi tri tisoč novinarjev, vsak dan je Cern omenjen v približno sto petdesetih člankih. Kadar se tam zgodi kaj izrednega, kot je bila denimo najava odkrivanja Higgsovega bozona, pa je v enem samem dnevu o tem napisanih več tisoč člankov. V Cernu so vsako leto po letu 2003, ko se je začelo promoviranje LHC, gostili po več sto novinarjev. Praviloma je treba obisk najaviti nekaj mesecev vnaprej. Prisotnost Cerna v svetovnih medijih meri posebej najeta agencija, ameriška PR Newswire.

Kako je mogoče, da so zapletene fizikalne podrobnosti del poročanja splošnoinformativnih medijev po vsem svetu? Na prvem mestu zato, ker bi bilo odkritje Higgsovega bozona pravzaprav najpomembnejše odkritje v fiziki osnovnih delcev po drugi svetovni vojni in eno najpomembnejših v zgodovini. V Cernu potekajo temeljne fizikalne raziskave na ravni tistih, ki so nekoč razkrivale, da v globini snovi, ki nas sestavlja, ležijo atomi, protoni, nevtroni, elektroni.

V prihodnosti utegnejo današnje temeljne raziskave vstopiti v sfero splošne razgledanosti, saj se bo njihova uporabna vrednost odražala v tehnologiji. Zgolj za primer: brez nekdanjih temeljnih raziskav v fiziki, denimo odkritja elektromagnetnega valovanja, ki sprva ni imelo nobenega praktičnega namena, človeštvo danes ne bi poznalo navigacijskega sistema GPS, rentgenskih žarkov, radia in televizije. Tehnologija, ki jo v Cernu razvijajo danes, bo svet čez petdeset let zagotovo postavila na glavo, četudi še ni mogoče predvideti, kako. V Cernu kot primer uspešnega "stranskega produkta" svojega delovanja največkrat navajajo nastanek spletnega sistema world wide web, www, ki si ga je za lažjo komunikacijo med znanstveniki leta 1989 izmislil Cernov znanstvenik Tim Berners Lee.

Poleg tega je dogajanje v Cernu za javnost pomembno tudi zato, ker je delovanje centra izjemno drago, financira pa se iz denarja davkoplačevalcev. Proračun Cerna, v katerega prispevajo države članice, ki jih je trenutno dvajset, je v letu 2011 znašal milijardo in sedemindevetdeset milijonov švicarskih frankov, kar znaša približno devetsto milijonov evrov. K temu je treba prišteti še letne prispevke kandidatk za članstvo, med katerimi je tudi Slovenija, ter finančne ali materialne vložke skoraj vseh držav sveta, ki so v Cern poslale svoje znanstvenike. Na svetu tako skorajda ni države, ki v desettisočglavi množici fizikov ne bi imela svojega predstavnika in ki ne bi imela s Cernom sklenjenega vsaj obrobnega sporazuma o sodelovanju. Denar, ki se ves čas steka v Cern, je pretežak, da bi si lahko tamkajšnji fiziki privoščili zapiranje svoje znanosti v slonokoščeni stolp. Gradnja sedemindvajsetkilometrskega velikega hadronskega trkalnika (LHC) je stala okoli sedem milijard evrov. Med mednarodnimi znanstvenimi projekti sta dražja le gradnja fuzijskega reaktorja Iter v južni Franciji ter Mednarodne vesoljske postaje štiristo kilometrov nad Zemljo.

Cern je bil za gradnjo LHC izbran po nekakšni mednarodni nujnosti, saj je bil kot osrednji center za jedrske raziskave leta 1954 ustanovljen prav z namenom, da bi vsa evropska (kasneje svetovna) ljudstva združil v miroljubnem preučevanju subatomskega dogajanja. Ustanovljen je bil devet let po tragedijah v Hirošimi in Nagasakiju, ko so svetovni voditelji poleg potrebe po ekscesnem jedrskem oboroževanju čutili tudi potrebo po krotenju jedrske energije. Ameriški predsednik Eisenhower je tedaj v Združenih narodih govoril o "atomih za mir". Cern je poleg znanstvenega tudi politični projekt, zato ima zanimanje svetovne javnosti zanj naravo politične debate. Mimogrede, med kandidatkami za članstvo je od decembra 2010 tudi Izrael.

Poljudnost nuklearne fizike pa je treba pripisati tudi uspešnemu "marketingu". Švicarski laboratorij se namreč popularizira s premišljenimi medijskimi strategijami, ki iskanje Higgsovega delca opisujejo po zakonitostih luksuznega oglaševanja, kombiniranega s hudo dramo.

Moč govoric

"Seveda imamo že zdaj predvideno strategijo, kako bomo predstavili Higgsov bozon," se je v sredo nasmejal profesor fizike dr. Marko Mikuž z Instituta Jožef Stefan. Mikuž s svojo raziskovalno skupino že več kot desetletje sodeluje pri detektorju Atlas, vanj, v samo jedro detektorja, so Slovenci vgradili silicijeve pozicijsko občutljive detektorje. Ljubljanski profesor, ki je še donedavna polovico svojega delovnega časa preživel v Cernu, bo tako med prvimi ljudmi na svetu, ki bodo imeli informacijo o "Higgsu". "Ko bo eden ali drugi detektor (Atlas ali CMS, op.p.) zbral dovolj verodostojne podatke, bomo o tem obvestili direktorja Cerna," napoveduje Mikuž. Direktor Rolf-Dieter Heuer bo potem sklical ljudi iz obeh detektorjev. Dva detektorja iščeta Higgsov bozon (obenem pa tudi druge nove fizikalne pojave) neodvisno drug od drugega prav zato, da bi bilo rezultate obeh mogoče primerjati in jih medsebojno potrjevati. "Po sestanku pri direktorju bo imela druga ekipa še nekaj časa, da konsolidira svoje rezultate, potem pa bosta oba detektorja skupaj javno objavila, kar imata." Kdaj se bo v letu 2012 to zgodilo, Mikuž še ni mogel napovedati. V komunikacijski pisarni Cerna so nam povedali, da bosta od odkritja do objave minila teden ali dva. Dobili smo tudi namig, da bi rezultati lahko bili razkriti na mednarodni konferenci ICHEP 2012, eni največjih fizikalnih konferenc na svetu, ki bo julija v Melbournu v Avstraliji.

Še prej pa bodo v strokovni, pa tudi v širši javnosti, zaokrožili namigi. Iz Cerna so že nekajkrat ušli podatki, ki bi morali ostati tajni. Znanstveniki, ki tam delujejo, so svobodomiselni ljudje, ki se neradi omejujejo. Obenem jih tudi komaj kdo omejuje. Vprašanje pa je, ali nekoliko ohlapnejši nadzor nad podatki ni v resnici Cernova marketinška prednost. Govorice namreč ustvarjajo napetost. Tako je bilo že teden dni pred decembrsko objavo rezultatov iskanja Higgsovega bozona na fizikalnih spletnih straneh in blogih mogoče prebrati, kakšni rezultati bodo predstavljeni. Uradna konferenca 13. decembra, na kateri so predstavili zadnje rezultate, je bila potem dobesedno oblegana. Ljudje so se v vrsto pred dvorano postavili že zjutraj, varnostniki pa so morali miriti tiste, ki se ni uspelo prebiti skozi vrata.

"Ljudje imajo prijatelje," je bil prizanesljiv Mikuž. "Govoric ni mogoče preprečiti in seveda jih tudi nihče noče preprečiti. Neuradne govorice curljajo ves čas. Nismo policisti, smo skupnost svobodnih ljudi." Pri obeh detektorjih sodeluje skupaj šest tisoč znanstvenikov. "Boste nekoga kaznovali, ker je doma ženi v postelji povedal, do kakšnih rezultatov je prišel, žena pa je prav tako znanstvenica in dela na sosednjem detektorju?" Mikuž pravi, da bi bila škoda, ki bi jo povzročil strog nadzor nad informacijami, večja od koristi. To pa ne pomeni, da curljanje informacij v znanstveni skupnosti ne povzroča napetosti. "Spomnite se, da smo v Cernu že 'imeli' Higgsov bozon. Bilo je lani za veliko noč," je spomnil Mikuž. Ob koncu aprila 2011 je po internetu zakrožil interni dokument, ki je poročal o zanimivem odkritju signala, ki bi lahko nakazoval na obstoj Higgsovega bozona z maso 115 GeV. "Interni dokumenti so povsem legitimna komunikacija znotraj skupine, ni pa legitimno, da to zaide v javnost, preden smo prepričani, da podatki držijo. Seveda se je kmalu izkazalo, da tisto ne drži." Mikuž pravi, da se v znanstveni skupnosti v Cernu tudi dokaj natančno ve, kdo naj bi to informacijo pretočil v javnost. "Padale so hude besede, da je takšno ravnanje nedopustno. Iskanje prehitre slave je res škodljivo. A pri tem je tudi ostalo."

"Trudimo se biti transparentni in hitri, vendar nas socialni mediji vedno prehitijo," je v četrtkovem pogovoru za Dnevnik priznal vodja komunikacijskega oddelka v Cernu James Gillies. "Lani smo objavili dve veliki zgodbi, decembra podatke o iskanju Higgsovega bozona, septembra pa rezultate merjenja nevtrinov, pri čemer je bila izmerjena hitrost, višja od svetlobne. V obeh primerih pa so nas blogi in twitter prehiteli. Tudi ko bomo uradno objavili rezultate iskanja Higgsovega bozona, bodo rezultate že vsi poznali. Vendar bo uradna razglasitev vseeno naša."

Gillies ni zvenel, kot da bi ga uhajanje informacij pretirano skrbelo. "Za nas je najbolj pomembno, da smo iskreni," je rekel. "Ko se je leta 2008 pospeševalnik LHC takoj po zagonu pokvaril (kar je povzročilo strašno razočaranje, op.p.), nismo ničesar prikrivali. Enako je bilo z nevtrini, hitrejšimi od svetlobe: ljudje bi o tem govorili ne glede na to, kaj bi mi storili. Zgodba je prevelika. Zato smo morali podati zelo jasno izjavo o tem, kaj se je po našem mnenju zgodilo." V Cernu pravijo, da so vse izmerjene vrednosti pri nevtrinih pravilne, večkrat preverjene, in da sta nastavitev ur, ki so merile čas potovanja nevtrinov, potrdila dva neodvisna meroslovna inštituta. Niso pa zatrdili, da je potovanje, hitrejše od svetlobe, res mogoče. Profesor Mikuž je o tem dejal le, da je nekje moralo priti do napake, najverjetneje na urah, četudi je po doslej znanih dejstvih vse potekalo pravilno. Osebno se mu zdi najbolj čudno, da gruča nevtrinov, ki so domnevno potovali hitreje od svetlobe, na cilju ni bila razpršena, temveč so delci ostali stisnjeni v gruči. Če bi res potovali hitreje od svetlobe, bi pričakovali, da bo njihova slika "razmazana".

Curljanje informacij, govorice in ugibanja so kljub vsemu element, ki privlači zanimanje. Podobno so predlani pred zaprtjem drugega največjega pospeševalnika delcev na svetu Fermilab v ZDA od tam začele "uhajati" informacije, da so opazili Higgsov bozon. Takšno dogajanje bi lahko bilo tedaj Fermilabu v korist, saj se je ameriški predsednik Barack Obama še odločal o tem, ali milijarde dolarjev še naprej usmerjati v iskanje Higgsovega bozona ali pa Fermilabu pripreti pipico. Vendar se je ameriška znanstvena politika kasneje odločila, da Fermilab v tekmi s Cernom ne bo več sodeloval. Mikuž pravi, da je bila takšna odločitev pričakovana, saj bi ameriški rezultat zaradi tamkajšnjega šibkejšega pospeševalnika Tevatron tudi v najboljšem primeru dosegal le deset odstotkov kakovosti, ki jo pričakujejo v Cernu.

Drama

Znanstveniki si namreč prizadevajo doseči kakovosten rezultat v okviru statistike. V Cernu tako letos pričakujejo, da bodo obstoj Higgsovega bozona potrdili s standardnim odklonom pet sigem. Sigma je enota, ki predstavlja zanesljivost rezultata. Decembrska napoved se je gibala šele okoli treh sigem. To je za znanstveno dokazovanje premalo, vendar tri sigme pomenijo močno indikacijo, da je določen fenomen zanimiv. "Na lestvici od ena do pet sigem eksponentno pada verjetnost, da si opazil nekaj, kar ni tisto, kar iščeš," nam je pred časom iskanje razložil slovenski teoretični fizik v Cernu, dr. Jure Zupan. Pet sigem že velja kot dokaz. Včasih pa je tudi rezultat pri dveh sigmah videti zelo obetaven. "Ljudje so tedaj živčni in informacije se začnejo razširjati po blogih. Čez nekaj mesecev pa spet vse potihne," se je nasmejal.

Polinformacije in dezinformacije Cernu nikoli niso zares škodile. Kot največji neznanstveni flop, ki jih je postavil na svetovni zemljevid popularnosti, v Cernu omenjajo roman Dana Browna Angeli in demoni. V knjigi in v istoimenskem filmu nastopata Cern in antimaterija, ki jo tam ustvarjajo. Brown je zgodbo spletel tako, da antimaterija, ukradena v Cernu, nastopa kot potencialno jedrsko orožje. Karkoli v zvezi s tem je seveda nesmisel, saj so v Cernu doslej ustvarili komaj nekaj deset atomov antimaterije, ki imajo ob stiku z materijo, ko se obe snovi izničita v čisto energijo, zanemarljiv energijski potencial. Vendar je zapakiranje Cerna v kriminalko o svetovni zaroti, še posebej ker jo je napisal Dan Brown in ker je bila v zgodbo vpletena religija, poskrbelo za medijsko odmevnost.

V Cernu se sicer zelo trudijo prikazati fiziko, s katero s ukvarjajo, v običajnim ljudem razumljivih dimenzijah. "Nekateri naši znanstveniki so posebej nadarjeni za razlaganje zapletenih stvari na preprost način," je komentiral Gillies. "Takšnim ponudimo sodelovanje in tudi trening komuniciranja z mediji." Med več tisoč znanstveniki je vedno mogoče najti koga, ki so mu poljudnoznanstvene razlage v posebno veselje. Ti se potem trudijo z vsakršnimi primerjavami, da bi dogajanje, ki poteka s skoraj svetlobno hitrostjo, skrito v več milijard evrov vredno napravo, ki leži sto metrov pod zemljo, približali ljudem. Tako postane energija delcev, ki potujejo po ceveh, primerljiva z energijo "štiristotonskega vlaka pri hitrosti sto petdeset kilometrov na uro". Vsakdo, ki bi med obratovanjem pospeševalnika vstopil v podzemni tunel, bi bil v trenutku pokojni, pravijo.

V Cernu so ugotovili tudi, kako pojasniti verjetnost, da dva protona, ki si drvita nasproti, v trkalniku dejansko trčita. Pravijo, da je ta verjetnost enaka, kot če bi z vrha gore vrgli žogo in jo na polovici poti skušali zadeti z drugo žogo, ki bi jo vrgli iz doline. Zato, pravijo, je treba pakete protonov milijardokrat zavrteti po obodu pospeševalnika, če želimo doseči dovolj trkov. Število teh pa mora biti prav tako ogromno, če želimo v njih najti nekaj tistih, ki spominjajo na Higgsov bozon. Če bi podatke o zaznanih trkih shranili na digitalne diske, bi lahko iz njih vsako leto zgradili dvajset kilometrov visok stolp, ilustrirajo v Cernu. Iskanje Higgsovega delca med vsemi milijardami delcev, ki nastanejo pri trkih v središču detektorjev, v Cernu primerjajo z iskanjem točno določene igle - ne v kupu sena, temveč v tovarni igel.

Tudi razlago Higgsovega delca je doletela popularizacija. V zadnjem času je bilo v časopisih mogoče prebrati, da je bila v Veliki Britaniji najbolje sprejeta razlaga, da je Higgsovo polje kot soba, polna gostov, v katero vstopi pomembna osebnost. Ker si veliko ljudi želi z njo govoriti, se okrog nje vedno nabere gruča ljudi, ki zmanjšujejo njeno hitrost, torej povečujejo njeno maso. Oseba se sicer premika, vendar počasneje, ker pa se z njo premika tudi veliko ljudi, jo je težje ustaviti.

V Cernu Higgsovo polje razlagajo drugače. Profesor John Ellis, ki sodi med deset najbolj cenjenih teoretičnih fizikov na svetu, je za Dnevnik Higgsovo polje prikazal kot zimsko idilo: "Predstavljate si, da prečkate zasneženo polje. Če ga prečkate s smučmi, boste drseli po površini in boste potovali zelo hitro. Če imate obute krplje, se boste nekoliko ugrezali v sneg in boste potovali nekoliko počasneje. Če pa imate obute le pohodniške čevlje, se vam bo močno udiralo in boste zelo počasni. Smučarju je podoben delec brez mase, osebi s krpljami elektron, ki ima majhno maso, delec z veliko maso pa je podoben tistemu, ki se globoko udira v sneg."

Odkritje Higgsovega polja in Higgsovega bozona je v vsakem primeru zgolj še vprašanje mesecev. V makrodimenzijah bo to za gospoda Petra Higgsa, ki danes pri dvainosemdesetih živi kot upokojenec v Edinburghu, pomenilo Nobelovo nagrado. Eno ali več jih bodo zagotovo prejeli tudi znanstveniki v Cernu. Ne glede na to, da je Stephen Hawking nekoč stavil sto dolarjev, da Higgsov delec sploh ne obstaja.