Füüsikud otsivad ikka veel eimiskit

Absoluutset vaakumit, kus pole mingit ainet, energiat ega jõudu, on otsitud peaaegu kolm tuhat aastat. Otsingute käigus on filosoofid ja füüsikud üritanud tekitada totaalset vaakumit nii praktikas kui ka teoorias, aga alati on loodus neile justkui vastu töötanud. Ja kui lõpuks näis, et tühjus ehk eimiski end lõpuks teadlastele ilmutas, täitus see hoopis uute avastuste ja tõdedega.

Täpselt 99,9999426697 protsenti – just nii kindlad olid Euroopa tuumauuringute kesku­se (CERN) teadlased oma mõõtmiste paika pidavu­ses. Seepärast julgesid nad 4. juulil 2012 teatada, et on leidnud selle, mida on otsinud osakestekiirendi Suur Hadronite Põr­guti käivitamisest saadik 2007. aastal.

Nad olid leidnud Higgsi bosoni. Juba otsimise hakul oli teada, et seda on hirmkeeruline leida, nii keeruline lausa, et heina­kuhjast nõela leidmine oleks selle kõrval täielik lapsemäng. Mõelgem arvudele: Suures Hadronite Põrgutis tekib ainult üks vaadeldav Higgsi boson kümne tuhande miljardi kokkupõrke kohta, mis toimuvad 27 kilomeetri pikkuses torus peaaegu valguse kiirusel kihutavate prootonite vahel. Õnneks olid teadlased siiski piisavalt ärksad, et see kinni püüda. Osakese leidmine kinnitab, et meie arusaam selle kohta, millest universum koosneb, peab ikka paika.

Higgsi bosoni olemasolu selgitab, miks teistel osakestel on mass. Kui neil seda poleks, oleks kõik osakesed nagu valgusfootonid: kiired, liikumas absoluutkiirusel, aga ilma massita. Higgsi bosonita sisaldaks universum ainult elektro­magnetkiirgust ja selles poleks ainsatki elektroni, prootonit, aatomit, planeeti või tähte.

Higgsi boson üksnes ei seleta, miks me siin oleme, vaid aitab leida ka vastust vastu­pidisele küsimusele: kas absoluutne vaakum, täielik eimiski on olemas?

Mõtteid ruumist, milles pole absoluutselt mitte mingit ainet ega energiat, on filosoo­fid ja tead­lased mõlgutanud aastatuhandeid ning nad on jõudnud mitmesugustele järeldus­tele. Esimese hooga võib küsimus „Kas eimiski on olemas?“ näida üpris lihtsakoelisena, aga kui hakata natuke sügavamalt järele mõtlema, on ilmne, et tegelikult on see vast kõige keerulisem küsimus, mida me üldse endale esitada võime. Eimillegi definitsioon peab tingimata olema „kõige puudumine“, mis tähendab, et kui tahame mõista eimiskit, peame mõistma ka kõike. Teisisõnu peavad teadlased lõpliku vastuse saa­miseks võtma ette ringiga tee.

Juba lapsena puutume eimillestki mõtte ja kontseptsiooniga kokku ilma, et me selle peale pikemalt mõtleksime. Koolis ütleb õpetaja näiteks: „Laual on kaks apelsini. Mis jääb alles, kui ma need mõlemad ära võtan?“ Enamik õpilasi annab ilmselt vastuseks „mitte midagi“ või „null“ ja need mõlemad vastused on õpetaja arvates täiesti rahulda­vad – vähemalt haridustee algul. Gümnaasiumis pole need vastused siiski enam päris korrektsed. Matemaatika­õpetaja võib näiteks lasta paluda anda tulemu­se ühikutes, mis tähendab, et õige vastus oleks „mitte ühtegi apelsini“ või „null apelsini“. Füüsika­õpetaja läheb võib-olla veelgi kaugemale ja väidab, et õige vastus on „õhk“, sest ruum, mille täitsid apelsinid, on nüüd asendunud hapniku, lämmastiku ja teiste atmo­sfääris leiduvate gaasidega.

Ülikoolis võiks küsimus olla aga juba sootuks teisiti sõnastatud, näiteks nii: „On kaks apelsini, aga mitte laual, vaid galaktikatevahelises ruumis. Nüüd võtame me need ära. Mis nende koha pea­le alles jääb?“ Astronoomiaüliõpilased teaksid, et isegi galaktikatevahelises ruumis on hajusalt aatomeid, nt vesiniku ja heeliumi omi, ja see vastus oleks õige, aga siiski mitte lõplik, kuna siit võime järgmisena loogiliselt edasi küsida, et mis siis on selles ruumis, mida need hajusad aatomid pole täitnud? Nüüd hakkab asi tõeliselt keeruliseks minema, mitte ainult üliõpilastele, aga ka füüsika ja kosmoloogia helgeimatele peadele. Selle küsimuse üle peamurdmine pole aga sugugi hiljutine teema, vaid asja üle võtsid juurelda juba Vana-Kreeka filosoofid, kes tegid seda üle 2500 aasta tagasi.

Loe eimillegi otsingute kohta lähemalt augusti Imelisest Teadusest!