A Higgs-bozon, azaz az isteni részecske felfedezését 2012. július 4-én jelentették be a CERN (Európai Nukleáris Kutatási Szervezet) munkatársai, akik az ATLAS és a CMS kísérletekben dolgoztak, bár ekkor még nem volt számukra sem egyértelmű, hogy egészen biztosan a régóta várt részecskére bukkantak-e, így a bejelentés során inkább a részecske jelenlétére utaló jelekről beszéltek. 2013 márciusáig kellett várni arra, hogy elegendő adatot és többé-kevésbé döntőnek ítélt bizonyítékokat szerezzenek a kutatók és megerősítsék a 2012-es felfedezést, igaz, hogy a CERN még ennél a bejelentésnél is körültekintően válogatta meg a közlemény szavait, ami szerint az még mindig eldöntetlen kérdést jelentett, hogy a valóban a standard-modell előrejelzései szerinti Higgs-bozonra akadtak rá vagy talán a standard-modellen túlmutató fizikai elméletek által jósolt valamely bozont észlelték-e a detektorokban.

Ebből is látható, hogy a Higgs-bozon megértése, amivel a fizikusok több mint fél évszázada próbálkoznak, közel sem zárult le a felfedezéssel, a részecskének ugyanis számos olyan jellemzője van (például a tömege), amellyel kapcsolatban az egyre pontosabbá váló mérések révén sikerülhet csak biztos adatokat szerezni. A CERN elmondása szerint a bozon emellett segíthet azoknak a tünékeny és titokzatos részecskéknek az észlelésében is, amelyeket a más részecskékkel való interakcióik hiánya miatt nehezen lehet megfigyelni.

“A Higgs-bozon fantasztikus laboratóriuma az új fizikával kapcsolatos kutatásoknak. A kaland még csak most kezdődött el.”

- írja a szervezet.

A részecske a most hétfőn elhunyt Peter Higgs brit elméleti fizikusról kapta a nevét, aki 1964-ben publikált tanulmányában említette először hivatalosan a jelenséget, de számos más szakértő is részt vett a Higgs-bozon és a Higgs-mező kutatásában az évek során. A teória szerint egy láthatatlan mező, ami közvetlenül az ősrobbanás után keletkezett, mindenhol megtalálható az univerzumban, és a benne mozgó részecskék egy speciális bozon közvetítésével nyerik el a tömegüket benne: minél nagyobb az interakció mértéke a bozon és a részecskék között, annál nagyobb lesz a részecskék tömege. A Brout-Englert-Higgs mechanizmus által leírt különleges kvantummező híresült el később Higgs-mezőként és a hozzá tartozó Higgs-bozon az a részecske, ami közvetítőként szolgál.

A Higgs-bozon tehát fontos szerepet játszik az univerzum életében, a fizikai rendszerek működésében és az eddig még kevésbé feltérképezett második generációs részecskék kutatásában is. A részecske felfedezése ezért nagy jelentőségű áttörést jelentett a fizikusok számára és fontos állomás volt a Nagy Hadronütköztető karrierjében is, amely elődjétől, a Nagy Elektron-Pozitron (LEP) ütköztetőtől vette át a Higgs-bozon utáni nyomozás feladatát, miután a LEP-et 2000-ben leállították. De hogyan jöttek rá a kutatók 2012-ben, hogy az LHC-ben sikerült a Higgs-bozonra, vagyis egy annak jellemzőivel bíró részecskére rátalálniuk? A komplex folyamatot egy három és fél részes videósorozatban magyarázza el Piotr Traczyk, a CERN fizikusa, aki a CMS kísérletekben vesz részt. Traczyk elmondása szerint a feladat ahhoz hasonló, mintha egy tűt kellene a szénakazalban megkeresni, az ütköztetőkben generált részecskék ugyanis olyan hamar lebomlanak és tovatűnnek, hogy a konkrét megfigyelésük lehetetlen, mindössze a maguk után hagyott nyomokat tudják kiolvasni az adatokból a fizikusok.

“Más szavakkal: nem lehetséges a tűt megtalálni, de lehet bizonyítani, hogy a tű valahol ott van a szénakazalban.”

-szól a leírás. A CERN magyar nyelvű felirattal elérhető videóiban a teljes folyamatra fény derül.

(Borítókép: a Brout-Englert-Higgs mező művészi ábrázolása, Daniel Dominguez/CERN)