Az “isteni részecskét” megjósoló Peter Higgs és Francois Englert kapta a fizikai Nobel-díjat

Az isteni részecskeként emlegetett Higgs-bozon létezését megjósoló brit Peter Higgs és a belga Francois Englert kapta megosztva az idei fizikai Nobel-díjat – jelentették be kedden a Svéd Királyi Tudományos Akadémián Stockholmban.

A bizottság indoklása szerint a két tudós annak a mechanizmusnak az elméleti megalapozásáért részesül az elismerésben, amely hozzájárult a szubatomi részecskék tömege eredetének megértéséhez, és amelyet nemrégiben megerősítettek a megjósolt elemi részecske felfedezésével az Európai Nukleáris Kutató Szervezet (CERN) nagy hadronütköztetőjének (LHC) ATLAS- és CMS-kísérleteiben.

A Higgs-mechanizmus (Brout-Englert-Higgs-mechanizmus) úgy egészíti ki a standard modellt, hogy megteremti a tömegeket. Nélküle az elemi részecskéknek nincs tömegük. Peter Higgs úgy vélte, hogy a kérdéses részecske betölti a rést a természet alapvető működését leíró standard modellben, amely az elektromágneses, a gyenge és az erős kölcsönhatást együttesen leíró kvantumtérelmélet.

A többi részecske tömegéért felelős bozon létezését 1964-ben több tanulmányban összesen hat tudós jósolta meg és az 1980-as évektől keresik a kutatók. Francois Englert 2011-ben elhunyt honfitársával, Robert Brout-val együtt jutott arra a következtetésre, amelyet Peter Higgs is levont kutatásai eredményéből, vagyis hogy kell lennie egy olyan részecskének, amely felelős a többi tömegéért. A három elméleti fizikus azonban akkor még csak megjósolni tudta a bozon létezését. Noha Brout és Englert tanulmánya jelent meg 1964-ben elsőként, a témában másodikként publikáló Higgs volt az, aki egyértelműen megjósolta a részecske létezését. (Hasonló elgondolásait fogalmazta meg nem sokkal később az amerikai Carl Hagen és honfitársa, Gerald Guralnik, illetve a brit Tom Kibble, az ő tanulmányaikat viszont kevesebbet idézték az azóta eltelt évek során.) A részecske a Higgs-bozon nevet kapta, a köznyelvben azonban csak isteni részecskeként emlegetik, noha ezt Higgs kifejezetten ellenzi.

Peter Higgs neve már felbukkant az esélylatolgatásokban tavaly is, miután a CERN 2012 júliusában bejelentette, hogy nagy bizonyossággal megtalálta a bozont. Az előzetes adatok ugyanakkor megerősítésre szorultak, ez pedig csak idén tavasszal történt meg. A szervezet két független kutatócsoportja, a CMS- és az ATLAS-kísérlet felelősei idén márciusban hangsúlyozták: valóban egyre inkább úgy tűnik, hogy a 2012-ben azonosított bozon az “isteni részecske”.

Mivel más szubatomi részecskék is produkálhatták a Higgs-bozon létének bizonyítékaként értékelt jelenségeket, a bizonyítottságnak nagyon erősnek kell lennie. 2012 júliusában a CERN fizikusai 5 szigma bizonyosságról beszéltek felfedezésük kapcsán. A szigma a részecskefizikai kísérletek bizonyosságát jelző érték. A skálán az 1-es még véletlenszerű statisztikai ingadozás is lehet az adatokban, a 3 szigma már bizonyítéknak számít, de csak 5 szigmánál mondják ki a felfedezés szót. Ez azt jelenti, hogy kevesebb mint egy a millióhoz a valószínűsége, hogy az eredményeket valamilyen statisztikai fluktuáció váltotta ki.

Az, hogy a fizikai Nobel-díjat tisztán elméleti munkáért ítélték oda, rendkívül szokatlannak számít.

A Svéd Királyi Tudományos Akadémia a hagyományoktól eltérően egy órával elhalasztotta a döntés bejelentését, a csúszásra azonban nem adtak magyarázatot, annyit tettek csak közzé, hogy az eredetileg tervezett időpontban a testület még ülésezett. Találgatások szerint előfordulhat, hogy elhúzódott a szavazás a nyertesekről. Az akadémia főtitkára elmondta, hogy Peter Higgs egyik telefonját sem vette fel. Arra azonban nem tért ki, hogy emiatt csúszott-e a bejelentés.

A két tudós közül Higgs az idősebb, 1929-ben született Newcastle-ben, a londoni King’s College-ben tanult fizikát, 1954-ben doktorált. Még abban az évben Edinburghban, az ottani egyetemen kezdett kutatni. 1996-ban vonult vissza, azóta professor emeritus.

Francois Englert 1932-ben született Etterbeekben, a Brüsszeli Szabad Egyetemen diplomázott fizikából, dolgozott az amerikai Cornell Egyetemen, majd visszatért alma materébe. 1998-ban visszavonult, manapság ő is professor emeritus. A Chapman Egyetemhez is szoros szálak fűzik.

2004-ben mindkét tudóst Wolf-díjjal tüntették ki, 2010-ben megkapták az elméleti fizika terén kiosztott Sakurai Díjat, 2013-ban nekik és a CERN-nek közösen ítélték oda az Asztúria Hercege Díjat tudományos és technikai kategóriában.

A Nobel-díjat, amellyel összesen 8 millió svéd korona (272,3 millió forint) is jár, hagyományosan december 10-én, Alfred Nobel halálának évfordulóján vehetik át.

Bölcs döntés született, Higgséknek nehéz dolguk volt

A manapság Higgs nevét viselő elmélet szép és egyszerű modell, a két tudós megérdemli a Nobel-díjat, kiváltképp, hogy elméleti munkáért csak ritkán ítélik oda a legrangosabb tudományos elismerést – mondta Barnaföldi Gergely Gábor, a Wigner-központ fizikusa az MTI-nek, megjegyezve, hogy Peter Higgsnek és Robert Englert-nek nehéz dolga volt.

Általában azért adnak Nobel-díjat, ha egy elméleti modell kísérleti alapokon bebizonyosodik – mondta az Európai Nukleáris Kutató Szervezet, a CERN nagy hadronütköztetőjében működő ALICE-kísérlet magyar csoportjának vezetője. Mindazonáltal volt már arra példa, hogy olyanok részesültek a legrangosabb tudományos elismerésben, akik tisztán a fizikai elméletek terén alkottak nagyot. Barnaföldi Gergely Gábor a holland Gerard ‘tHooft és Martinus J.G. Veltman nevét említette példaként 1999-ből.

Az esetek többségében az a nehéz feladat és az igényel nagy erőfeszítést – eurómilliókban, netán milliárdokban mérhető befektetést -, hogy egy-egy elmélet igazolására megépítsenek egy gigantikus szerkezetet, mint a nagy hadronütköztető a CERN-ben – mutatott rá.

Peter Higgs és Francois Englert Nobel-díjával kapcsolatban megjegyezte, az elméleti fizikusok közösségének is fontos az, hogy lássák, elismerik a munkájukat. “Fantasztikus látni, hogy egy jó elméleti cikk akár több ezer embert is meg tud mozgatni, ahogy az a CERN-ben is történik.”

A Higgs-mechanizmusként ismert elméletet nem volt egyszerű kidolgozni – fogalmazott. “Ma már egyszerű elmagyarázni, de akkoriban kitalálni és keresztülvinni nem volt könnyű feladat. Mindenképp becsülendő, amit véghezvittek.”

A két idős fizikus – Higgs 84, Englert 80 éves – megérdemeli a díjat, egy szép elméletért és egy élet kemény munkájáért is kapják – vélekedett Barnaföldi Gergely Gábor. “Nehéz elméleti fizikát csinálni és kidolgozni, majd megértetni emberekkel, hogy bár teljesen újszerű elképzelésről van szó, mégis működik, működni fog. Egy-egy új elmélet születésekor nehéz elhinni, hogy majd meg tudjuk győzni a kollégákat: építeni kell egy új részecskegyorsítót, hogy megkeressük az új részecskét” – mondta.

A két kutató munkáját röviden összefoglalva elmondta: magát a mechanizmust a belga Francois Englert és 2011-ben elhunyt kollegája, honfitársa, Robert Brout “találta ki” és írta le. Az nem volt benne az elméletükben, hogy egy új típusú részecskének kell generálnia a mechanizmust, ezt Peter Higgs tette hozzá a konstrukcióhoz. Barnaföldi Gergely Gábor hangsúlyozta, a kutatók együttesen alkottak nagyot, nem szabad szétválasztani őket, tudománytörténeti szempontból nehéz is lenne. “Egyszerre találták ki és fogalmazták meg ugyanazt a dolgot.”

Az elméleti fizikus felhívta a figyelmet arra, hogy a CERN legutóbb több mint húsz éve ünnepelhetett olyan Nobel-díjat, amelyben közvetlenül érintett volt. Az isteni részecskeként is emlegetett Higgs-bozonnal kapcsolatos eredményeivel a Genf mellett működő nemzetközi szervezet már két éve lázban tartja a közvéleményt, a befektetett munka most megtérülni látszik azzal, hogy igazolttá vált az elméleti jóslat, mindezt pedig a Nobel-bizottság is elismeri. Manapság általában húsz év alatt lehet felépíteni és bizonyítani egy fizikai elméletet, és általában “húsz évig él egy gyorsító” is – tette hozzá az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont kutatója.

facebook:

0 Komment