Znanstveniki tamkajšnjih detektorjev Atlas in CMS so se v zadnjih tednih zavili v molk, za jutri pa imajo že napovedane intervjuje. Ko smo o dogajanju v švicarskem središču povprašali najvidnejšega slovenskega znanstvenika v Cernu, profesorja dr. Marka Mikuža, nam je odvrnil, da so se s kolegi v Cernu dogovorili, da pred jutrišnjim dnem ne bodo izdali ničesar. Napetost med fiziki po vsem svetu je narasla. Že lani so po reviziji rezultatov, zbranih v Cernovem največjem trkalniku delcev na svetu (LHC), napovedovali, da bo do odkritja Higgsovega bozona skoraj zagotovo prišlo v letu 2012.

Boj za verjetnost

Higgsovemu bozonu, delcu, ki naj bi snovi "podeljeval" maso (zakaj ima snov maso, ki je ne smemo zamenjevati s težo, ni povsem jasno), ni ostalo več veliko prostora za "skrivanje". Konec lanskega leta so tako v Atlasu kot v CMS ocenili, da bi bil lahko v energijskem območju okrog 125 gigaelektronvoltov (GeV). Ta v skladu z Einsteinovo enačbo E = mc2 približno ustreza 125-kratniku mase vodikovega jedra. Lani je bila verjetnost, da so Higgsov delec na tem območju odkrili, že zelo velika, vendar ne zadostna za razglasitev znanstvenega odkritja. Manjkalo je večje število trkov, ki so jih izvedli letos. Higgsovega delca, ki naj bi nastal pri visokoenergijskih trkih, pa ni mogoče iskati neposredno, saj prehitro razpade. Iskati je treba sledi delcev, ki nastanejo ob njegovem razpadu. "Problem je namreč v tem, da tudi če Higgsov bozon v resnici ne obstaja, vseeno lahko ob trkih dveh protonov nastane podobna porazdelitev delcev, kot če bi nastal in razpadel Higgsov bozon," je včeraj za Dnevnik pojasnil fizik dr. Jure Zupan, raziskovalec in učitelj na univerzi v Cincinnatiju, ki je bil prej vrsto let zaposlen v Cernu. "Med nastankom Higgsovega bozona in drugimi naključnimi porazdelitvami delcev lahko razločimo le tako, da zberemo dovolj veliko število trkov."

Število trkov v LHC se je letos več kot podvojilo, zato je eden od Cernovih direktorjev Sergio Bertolucci že napovedal, da bodo zbrani rezultati novih meritev zadostovali za potrditev lanskih rezultatov ali pa za njihovo zanikanje. "Za razglasitev odkritja mora biti Higgsov delec potrjen s stopnjo zanesljivosti pet sigma (1:1,7 milijona, op. p.), kar pomeni zelo majhno verjetnost, da bi bil opaženi signal posledica statistične porazdelitve drugih dogodkov in ne Higgsovega bozona," pravi fizik dr. Nejc Košnik z Inštituta Jožefa Stefana, ki trenutno raziskuje na linearnem pospeševalniku v francoskem Orsayu. Večina fizikov je sicer prepričana, da bo jutri v Cernu Higgs tudi uradno potrjen, pravi Košnik. Pri lanskih rezultatih trkov je bilo mogoče govoriti o verjetnosti 1: 370.000, da Higgsov delec ne obstaja, kar je bilo za znanstveno potrditev še vedno premalo. "Znanstveni kriterij za odkritje je, da je verjetnost, da smo zgrešili, ena proti 1,7 milijona, kar ustreza dvajsetim zaporednim zadetkom pri metanju kovanca," sta bila v skupnem odgovoru na naša vprašanja ilustrativna tudi slovenski raziskovalec dr. Miha Nemevšek in eden najboljših hrvaških fizikov, profesor dr. Goran Senjanović, ki delujeta v centru za teoretično fiziko (ICTP) v Trstu. "Globoko verjameva, da bo Higgsov bozon v kratkem odkrit. Lahko pa se zgodi, da bo samo podoben in ne enak tistemu, ki ga napoveduje (teoretični) standardni model," pravita raziskovalca. Mnenja naših sogovornikov in mnenja, ki jih je bilo mogoče prebrati na fizikalnih internetnih blogih, izpostavljajo dve dilemi: tudi če Higgsov delec obstaja, verjetnost potrditve morda jutri še ne bo dosegla petih sigem; če pa bo njegov obstoj vendarle tudi znanstveno potrjen, je povsem mogoče, da ne bo takšen, kot so si ga predstavljali v okvirju standardnega modela vesolja. Pravo raziskovanje se bo potem šele začelo.

Pritisk na zavoro pri svetlobni hitrosti

Nemevšek in Senjanović odkrivanje Higgsovega delca v zgodovini znanosti primerjata z odkritjem atoma ali atomskega jedra. Razlika je v tem, pravita, da odkritje Higgsovega delca le ne bo tolikšno presenečenje, saj je teoretično napovedan že več kot štirideset let. Leta 1961 je teorijo o tem, kako snov pridobiva maso, objavil angleški fizik Peter Higgs. Njegova razlaga pravi, da je vse vesolje prežeto s posebnim (Higgsovim) poljem, ki ga je mogoče ponazoriti z valovanjem oziroma s (Higgsovimi) delci. Z njimi različni drugi delci različno reagirajo. Ker gre - prosto po Einsteinu - pravzaprav za hitrost, delce z večjo maso to polje bolj "zaustavlja" kot tiste z manj mase. Fotoni, ki mase nimajo, denimo skozi prostor potujejo s svetlobno hitrostjo. V enem svojih redkih intervjujev je prejšnji teden 83-letni profesor Higgs sicer poudaril, da se delec ne imenuje upravičeno le po njem, saj imajo zasluge za teorijo o pridobivanju mase tudi nekateri drugi teoretiki. Večina naših sogovornikov se je strinjala, da bo, če bo Higgsov delec potrjen, v kratkem za to Higgs prejel Nobelovo nagrado. Poleg njega pa bi jo lahko za ta dosežek dobila še fizika Francois Englert in Jeffrey Goldstone.

"Pospeševalnik LHC v Cernu je največji projekt v zgodovini znanosti," pravi Nejc Košnik. "Njegovi rezultati bodo nesporno razširili naše obzorje znanja." Gradnja 27-kilometrskega LHC - gradili so ga dvajset let - je stala približno sedem milijard evrov, v njegovo delovanje in delovanje detektorjev pa vsako leto vložijo še osemsto milijonov. Slovenija, ki se je Cernu uradno pridružila šele lani, za članstvo v Cernu prispeva 800.000 evrov na leto, v nekaj letih pa se bo njena članarina dvignila na 2,7 milijona. Ob tem pa se postavlja vprašanje, zakaj vlagati milijarde evrov v raziskovanje drobnega Higgsovega delca, ki morda sploh ne obstaja, ter drugih "Cernovih" fenomenov, kot so antimaterija, črne luknje in supersimetrija. "Večina tehnološkega napredka ter posledična ekonomski razvoj in rast blaginje so temeljili prav na odkritjih temeljne znanosti," poudarja fizik dr. Jernej Kamenik z Inštituta Jožefa Stefana. Tako je prišlo do odkritja elektrike, medicinske diagnostike, atomske in solarne energije, genetike in biotehnologije pa tudi interneta. "Večina tehnološko pomembnih temeljnih odkritij ni bila vnaprej predvidena in tudi njihova uporabnost ni bila nemudoma znana. Lahko bi rekli, da so temeljne raziskave sicer zelo nepredvidljiva dejavnost, ki pa se dolgoročno najbolj 'splača'." Tako ni usodno pomembno, ali bo Higgsov delec odkrit jutri, nekoč kasneje ali nikoli. Pomembno je že samo spraševanje temeljnih vprašanj o vesolju. "Gre za vprašanja v duhu klasičnega razsvetljenstva," pravi Kamenik.