Fizicienii Centrului European pentru Cercetare Nucleară (CERN) au anunţat noi date despre celebra ”particulă a lui Dumnezeu” sau bosonul lui Higgs, evaziva particulă a cărei existenţă a fost confirmată în urmă cu doar doi ani. Analiza datelor adunate după experimentele derulate în cadrul celui mai mare accelerator de particule din lume, Large Hadron Collider (LHC), răspunde întrebărilor cu privire la modul în care se comportă această particulă.

O NOUĂ DESCOPERIRE Bosonul Higgs este considerat de fizicieni drept o cheie de boltă a structurii fundamentale a materiei, fiind particula elementară care dă masă celorlalte particule, potrivit teoriei Modelului Standard. Existenţa bosonului lui Higgs a fost teoretizată în anii '60 drept o particulă subatomică, cu proprietatea de a conferi masă tuturor celorlalte particule. Mai simplu spus, dacă bosonul lui Higgs nu ar fi existat, nu ar fi putut exista nici materie în forma pe care o cunoaşte ştiinţa în prezent. Timp de zeci de ani, această idee a fost explorată teoretic, până la 4 iulie 2012, când două echipe concurente din cadrul CERN au anunţat că au descoperit, independent una faţă de cealaltă, o particulă care ar putea fi bosonul lui Higgs. Evident că, după anunţarea acestei descoperiri, a fost nevoie de noi teste şi experimente care să o confirme şi să verifice modul în care particula poate fi inclusă în Modelul Standard, cadrul conceptual care explică originile şi caracteristicile materiei ordinare din Univers.

ÎN SPIRITUL MODELULUI MATEMATIC Echipele de fizicieni care lucrează cu acceleratorul de particule LHC susţin că acest boson se comportă aşa cum oamenii de ştiinţă au preconizat şi nu este “un impostor care doar seamănă cu aşa-numita Particulă a lui Dumnezeu”. Analiza unui volum impresionant de date rezultat din înregistrarea coliziunilor dintre protoni la viteze apropiate de cea a luminii, în cadrul LHC, demonstrează că acest boson se descompune, exact cum prevede modelul teoretic, într-un grup de subparticule denumite fermioni, fenomen ce corespunde Modelului Standard din fizică. Clasa fermionilor include particule de materie precum quarcii, care formează protonii şi leptonii, categorie din care fac parte electronii.

Descoperirea bosonului lui Higgs nu ar fi fost posibilă fără construcţia LHC, un tunel circular de 27 de kilometri, din apropiere de Geneva, cel mai mare laborator din lume. O veritabilă armată de fizicieni din toate colţurile lumii examinează rezultatele a miliarde de ciocniri între protoni, în căutarea acestei efemere particule. Iniţial, masa bosonului lui Higgs a fost plasată în intervalul 125 -126 gigaelectronvolţi (GeV), o unitate de măsură standard în fizica particulelor subatomice. Analizele ulterioare ale datelor adunate în cursul acestor experimente au indicat faptul că acest boson nu are spin şi se descompune foarte rapid în perechi de fotoni şi aşa-numiţi bosoni W şi Z.

LUCRĂRI DE ÎNTREŢINERE În prezent, cel mai mare accelerator de particule din lume este oprit pentru lucrări de modernizare, dar fizicienii examinează încă uriaşul volum de date obţinut în urma experimentelor care s-au încheiat. LHC va fi repornit în cursul anului viitor, în cadrul unui program de trei ani ce îşi propune să explice anumite fenomene teoretice cum ar fi cel al super-simetriei particulelor, program ce are drept obiectiv explicarea naturii materiei întunecate. Aceasta nu emite şi nici nu absoarbe lumina sau radiaţiile electromagnetice sau de altă natură, de unde şi numele său, şi, deci, nu poate fi observată direct, prin telescoape. Se estimează că materia întunecată constituie 83% din materia din Univers şi 23% din masa-energia sa. Existenţa ei încă nu a putut fi dovedită pe cale experimentală.

Bosonul lui Higgs poartă numele fizicianului britanic Peter Higgs, co-laureat al Premiului Nobel pentru Fizică de anul trecut, alături de belgianul Francois Englert. Existenţa bosonului a fost postulată pentru prima dată în anul 1964, de Peter Higgs, François Englert şi Robert Brout. Peter Higgs şi Francois Englert au primit Premiul Nobel pentru Fizică pe anul 2013, pentru alcătuirea acestei teorii care completează ”puzzle-ul” Modelului Standard. ”Pare un detaliu insignifiant pentru oamenii obişnuiţi, însă această descoperire este uriaşă”, a comentat Markus Klute, de la Institutul de Tehnologie Massachusetts (MIT), care a coordonat analizele. ”De acum înainte, ştim că particulele precum electronii îşi obţin masa graţie unui câmp creat de bosonul Higgs, iar asta este cu adevărat ceva care ne entuziasmează”, a adăugat acesta.