Din culisele premiului Nobel pentru fizică pe anul 2013

La aproape 50 de ani de când a fost „inventat” mecanismul care dă naştere masei particulelor, mecanism care prevedea existenţa bosonului Higgs („particula lui Dumnezeu”) şi după ce anul trecut a fost efectiv descoperit acest boson la marele accelerator de la Geneva LHC, doi dintre teoreticienii care au prevăzut acest mecanism au primit premiul Nobel pentru fizică pe anul 2013.

A fost pentru prima dată în istoria acestui premiu când oarecum toţi se aşteptau ca premiul să fie dat acestei descoperiri şi....chiar aşa s-a şi întâmplat.

Pe data de 8 octombrie 2013 au fost anunţaţi câstigatorii prestigiosului premiu Nobel pentru Fizică pe anul 2013: este vorba despre belgianul Francois Englert, afiliat la Universitea€™ Libre de Bruxelles, în vârstă de 81 de ani şi de faimosul britanic Peter Higgs - particula descoperită poartă numele lui -, în vârstă de 84 de ani.

Erau tineri cei doi când, în două articole diferite, au prezis existenţa unui mecanism care explică de ce particulele au masă. Peter Higgs, chiar dacă nu a fost primul care să îşi imagineze acest mecanism, a fost însă primul care a prevăzut efectiv existenţa unei dovezi concrete: a aşa-numitului boson care astăzi îi poartă numele - bosonul Higgs.

De când a fost prezis, cercetătorii au încercat să îl „vâneze”, să îl descopere în diverse experimente efectuate atât în Europa (la CERN -Geneva) cât şi în America.

Vânătoarea a durat aproape 50 de ani!

Anul trecut, în sfârşit, bosonul Higgs, ultima particula care lipsea la „strigare” din Modelul Standard al fizicii particulelor elementare, a fost descoperit de către experimentele ATLAS şi CMS de la acceleratorul LHC de la CERN – Geneva.

Această particulă ne demonstrează pe viu ca mecanismul pe care cei doi câştigători ai premiului l-au imaginat pentru a explica de ce particulele au masă este un mecanism valabil si nu doar o fantezie a minţii umane.

Ce este, deci, acest mecanism? Cum ni-l putem imagina?

Există în Univers un aşa-numit câmp Higgs, care prin interacţiunea cu particulele dă acestora masă. Să ne imaginăm nişte schiori care coboară o pistă. Zăpada de pe pistă este câmpul Higgs. Cei care au schiuri extrem de performante alunecă practic fără frecare – nu văd acest câmp. Este cazul particulelor fără masă (fotonii) sau a celor cu masă foarte mică (neutrinii). Alţii coboară cu schiuri care nu merg deloc bine, simt o frecare foarte mare – sunt particulele cu masă mare; mai sunt şi cei care vin...pe jos, înotând cu greu prin zapadă – sunt particulele cu masă cea mai mare. În final, avem bulgării de zăpadă: ar fi oarecum echivalentul bosonilor Higgs.

Fără descoperirea bosonului Higgs am fi rămas în dubiu sau ar fi trebuit să „inventăm” altceva pentru a da o justificare existenţei acestei proprietăţi ale particulelor: masa.

Anul acesta mai toţi fizicienii se aşteptau ca premiul să fie acordat descoperirii bosonului Higgs: nu era însă clar dacă îl vor primi (cum s-a întâmplat) cei care au inventat mecanismul sau cine a descoperit bosonul din punct de vedere experimental (caz în care nu era uşor de acordat premiul, tinând cont că experimentele în care a fost descoperit sunt colaborări între mii de cercetători).

Ce va urma? Vânătoarea s-a sfârşit? Nicidecum! Când LHC va reîncepe să funcţioneze după îmbunătăţirile care sunt realizate la ora actuală oamenii de stiinţă vor căuta, de exemplu, alţi bosoni Higgs sau particule supersimetrice.

Dacă aceste particule supersimetrice sau alţi bosoni Higgs vor fi descoperiţi, implicaţiile sunt enorme: ar putea explica din ce este alcatuită materia întunecată sau să ne deschidă ochii spre alte surprize ale Universului! Ar fi un succes enorm!

Cătălina Oana Curceanu este prim cercetător în domeniul fizicii particulelor elementare şi al fizicii nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati, Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Roma, Italia) şi colaborator al Scientia.ro.