Bosoniga professor

Peter Higgs Foto: A.Peegel

Füüsikateoreetiku elu ei ole lihtne. Tema maailm on valemid, tema reaalsus on üles ehitatud matemaatikale. Ta üritab lahendada universumi ülesehituse mõistatusi, konstrueerides usutavaid matemaatilisi mudeleid.

Kuid iga hüpoteesi või mudeli proovikivi on, kas see suudab välja pakkuda kontrollitavaid ennustusi. Eksperimendid või vaatlused määravad, kas loodud mudel on kergesti kukkuv kaardimajake või tegelikkuse täpne kujutlus. Ja see määrab ka, kas mudeli välja pakkunud teoreetik läheb ajalukku läbinägeliku teadusgeeniusena või ummikteele jooksnud ääremärkusena.

Edinburghi ülikooli emeriitprofessoril Peter Higgsil õnnestus sel nädalal jõuda esimesse kategooriasse. Kuigi ei ole veel lõplikult kindel, et Euroopa Tuumauuringute Keskuses (CERN) avastatud uus osake on Higgsi 1964. aastal välja pakutud boson, on füüsikakogukond siiski seisukohal, et «see näeb välja, kõnnib ja prääksub nagu Higgsi boson».

Selle osakese olemasolule kinnituse leidmine on viimaste aastakümnete üks olulisemaid avastusi füüsikas. Olulisusest annavad märku ka ressursid, mis selle leidmiseks on panustatud.

Miljardeid eurosid maksma läinud superkiirendi LHC neljast suureksperimendist kaks on peamiselt pühendatud just Higgsi bosoni jahtimisele. Kummagi eksperimendi juures töötab mitu tuhat teadlast kogu maailmast (ka Eestist), paljudele on see mitme aastakümne pikkuse töö kulminatsioon.

Põhjus, miks füüsikud ootasid uudiseid Higgsi bosoni kohta põnevuse ja hingevärinaga, peitub selle rollis nõndanimetatud standardmudelis. See on praegu parim kirjeldus osakestest ja nendevahelistest jõududest, mis kujundavad meie füüsikalist maailma.

1960. aastate alguseks oli see juba üldjoones kuju võtnud, kuid pead murdma panevaid ebakõlasid oli veel mitmeid. Üks neist puudutas seda, kust saavad teatud osakesed omale massi.

1964. aastal pakkus noor füüsik Higgs selle jaoks välja skalaarse välja mehhanismi. Temast sõltumatult olid samal aastal seda teinud ka füüsikud Robert Brout ja François Englert, kuid Higgsi sõnastusest tuli kõige selgemini välja, et see väli eeldab ka kindlate omadustega uue bosoni olemasolu.

Õige pea kleepus sellele teoreetiliselt välja pakutud osakesele külge Higgsi bosoni nimi.

Viimasel ajal on osa füüsikuid küll nõudnud, et korrektne oleks kolme teoreetiku nime esitähtedest tuletatud BEHi bosoni nimetus, kuid teised vaidlevad vastu, et levinud ja kõlava nime muutmine kuivaks oleks kõige suurem mainekujunduslik fopaa, mille saaks teha.

Osakese mütoloogilisele aurale on juurde andnud ka nobelistist füüsiku Leon Ledermani raamat, mis – arvestades osakese olulisust praeguses osakestefüüsika raamistikus – püüdis seda tituleerida «jumalaosakeseks». Boson, muide, on üldnimetus teatud tüüpi osakestele ja see omakorda on nime saanud India füüsiku Satyendra Nath Bose järgi.

Higgsi bosoni avastamise eelset olukorda osakestefüüsikas võib võrrelda olukorraga, kus insenerid on valmis joonistanud auto, tunnevad selle mootorit, teavad, kuidas käike vahetada ja rooli pöörata, kuid ei ole kindlad, kas bensiini omadustega kütus, mida paaki valada, üldse eksisteerib. Kogu auto on üles ehitatud eeldusele, et selline aine on olemas, kuid oma näpuga katsuda saanud pole seda keegi.

Higgsi bosonit muidugi päris elus paaki ei vala, seega tundub õigustatud küsimus, mis neist kulutatud miljarditest meile kasu on. Osakesest otsest materiaalset kasu ilmselt ei tõuse, kuid selle leidmiseks ehitatud seadmed, loodud uued andmetöötlusvõimalused ja infovõrgustikud on juba nihutanud tehniliste võimaluste piire.

Õige pea saame neid hüvesid igapäevaeluski nautida, teadmata, et peame selle eest olema tänulikud Higgsi bosonile. Ärgem unustagem, et CERN oli muuhulgas WWW sünnikoht.

83-aastane Higgs saab – kui tervis lubab – loengut «Minu elu bosonina» ilmselt ette kanda ka järgmise aasta detsembris Stockholmi raekojas.