Higgsi bosoni ABC: miks see teadlasi erutab ja mis kasu saavad sellest kõik teised?

Maailma suurima aatomimüüsri juures töötavad teadlased teatasid eile, et on leidnud uue subatomaatse osakese, mis sarnaneb suurel määral end pikka aega edukalt varjanud Higgsi bosoniga.

Jahist Higgsi osakesele, mida vahel nimetatakse jumalaosakeseks (ingl God particle), kuna selle olemasolu on eelduseks universumi tekkimisele, on osa võtnud tuhanded teadlased kogu maailmast, vahendab PhysOrg.

Mis üldse on Higgsi boson?

Koolifüüsika õpetab meile, et kõik asjad koosnevad aatomitest. Aatomite sees olla aga elektronid, prootonid ja neutronid, mis omakorda koosnevat kvarkidest ja muudest subatomaarsetest osakestest.

Teadlased on pikka aega murdnud pead, kust nood universumi kõige tillemad tellised oma massi saavad. Ilma massita ei püsiks osakesed koos ja ainet ehk mateeriat poleks olemaski.

Teooria kohaselt, mille 1960ndatel aastatel pakkusid välja Briti füüsik Peter Higgs ning Belgias ja Ühendriikides tegutsenud teadlaste töörühmad, peab seniavastamata osake tekitama "kleepuva" välja, millel on muudele osakestele pidurdav mõju.

Taolist protsessi nimetatakse Higgsi või täpsemalt Englerti-Brouti-Higgsi-Guralniki-Hageni-Kibble'i mehhanismiks.

Euroopa tuumauuringute keskuses CERN läbi viidud aatomipurustamiskatsed on viimaks teinud võimalikuks pilguheidu millelegi, mille puhul paistab tegu olevat just taolise Higgsi bosoni laadse osakesega (ingl Higgs-like particle). 

Miks see tähtis on?

Higgsi osakesel on oluline roll mitmes teoreetilises arvutuskäigus, millele toetub teadlaste praegune arusaam meie maailma tekkimisest. Kui seda olemas poleks, tuleks vastavad teooriad põhjalikult ümber töötada.

Tõik, et osake siiski paistab olemas olevat, tähendab, et teadlased on oma teooriatega olnud õigel teel.

Kogu loo juures on aga oluline konks: mõõtmistulemused paistavad natuke erinevat sellest, mida osakestefüüsika nn standardmudeli kohaselt oodata võinuks.

See on teadlaste jaoks väga põnev tõdemus, kuna jätab ruumi võimalikele uutele avastustele, näiteks supersümmeetriaks nimetatavale teooriale, mille kohaselt ei teki osakesed lihtsalt paarikaupa — nagu aine ja antiaine —, vaid neljakaupa, kusjuures igaühel neist on natuke erinevad karakteristikud.

Palju see maksma läks?

CERNi aatomilõhkuri LHC ehk suure hadronipõrguti ehitamine ja käigushoidmine üksi on läinud maksma umbes kümme miljardit dollarit.

Selle summa sees on töötasud Higgsi leidmisele pühendunud kahe eksperimendi juures kaasa löönud tuhandetele teadlastele ja teenindavale personalile kogu maailmast.

Kas Higgsi-otsingutest on mingit praktilist kasu?

Mitte otseselt, küll aga on avastuseni viinud võimas teaduslik pingutus inimkonnale toonud mitmesugust kaudset kasu — näiteks loodi selle käigus ülemaailmne arvutivõrk World Wide Web. Sellest saadud ja saadavat kasu on ilmselt väga raske välja arvata.

CERNi teadlased töötasid omavahel seostatud hüpertekstidokumente toetava internetivõrgu välja selleks, et kiiremini infot vahetada. Põrguti töö käigus kogutud andmehulkade töötlemiseks on vaja läinud tohutut arvutusvõimsust, mis on kaasa aidanud ka tänaseks igaühele kättesaadava hajus- ehk pilveteenuste (ingl cloud computing) arendamisele.

Samuti on CERNi juures ja mujal töötavate osakestefüüsikute pingutused toonud kaasa edusamme näiteks päikeseenergia tõhusama rakendamise, meditsiinilise tomograafia ja prootonravi vallas.

Mis edasi saab?

"See on alles algus," märkis CERNi pressiesindaja James Gillies.

Teadlased jätkavad uue osakese sondeerimist, kuni mõistavad täielikult, mida ja kuidas see teeb.

Uurimistöö käigus loodavad nad kunagi hakata mõistma 96 protsenti universumist, mis meie eest seni varjule on jäänud. See võib omakorda kaasa tuua järgmiste osakeste ning isegi senitundmatute loodusjõudude avastamise.

Ülemisel pildil on CERNi hoone päikesetõusu ajal. Higgsi bosoni ja selle otsinguga seotud jooniseid olete saanud meedia vahendusel nautida juba küllalt, aga igaks juhuks veel üks selline kohe siin all:

Jälgi Forte uudiseid ka Twitteris!