Fizičari su uvijek vrlo oprezni u izjavama. No u niti jednoj reakciji na svijetu za upravo objavljene rezultate s LHC-a nije bilo skepticizma
Dva dana nakon objave sa CERN-a da je na LHC-u snimljen fenomen koji sa velikim sigurnošću nalikuje onome što se prema teoriji očekuje od Higgsovog bozona, čestice čije postojanje konačno dokazuje najpoznatiju teoriji u fizici – Standardni model fizike elementarnih čestica i njihovih interakcija, znanstveni svijet još uvijek »bruji« o »otkriću stoljeća«.
U mnogim svjetskim medijima rezultati kolaboracija CMS i Atlas koje su pomoću detektora na LHC-u – najvećem akceleratoru na svijetu, tragale za Božjom česticom, dramatično su uspoređivani sa slijetanjem Apolla na Mjesec, pa iako takve alegorije izazivaju podsmijeh u znanstvenim krugovima, valja reći da već desetljećima neko znanstveno otkriće nije bilo ovako medijski popraćeno.
Da je tome tako ne čudi, obzirom da je posljednje dvije godine vodstvo CERN-a nerijetko bilo u prilici pravdati izuzetno visoke troškove najvećeg svjetskog sudarača protona.
Mnogima je danas već izvjetrila iz sjećanja nezgoda iz 2008. godine kad su se tone helija izlile u tunel, što je rezultiralo popravcima vrijednim 40 milijuna švicarskih franaka ili činjenica da se još sredinom prošle godine raspravljalo hoće li LHC biti ugašen na godinu dana kako bi se unaprijedio njegov sustav.
Utrka s vremenom pod pritiskom financijske opravdanosti, zacijelo je jedan od razloga zbog kojih su posljednjih pola godina sa CERN-a u javnost dospijevale sve češće objave o naznakama »Higgsa«, dok je više od tri tisuće znanstvenika danonoćno radilo na tome da gomilanjem podataka i mjerenja što više suzi mogući prostor gdje bi se famozni bozon mogao naći.
Američki akcelerator Tevatron i pripadajuća međunarodna kolaboracija koja je na malo drugačiji način tragala za fantomskom česticom naprosto nije bila te sreće – u rujnu prošle godine američka je vlada zatvorila »pipu« i akcelerator poslala u povijest.
Objava finalnih rezultata sa Tevetrona koji su također ukazivali da su znanstvenici bili na dobrom putu, tri dana prije no što su objavljeni rezultati sa CERN-a, bili su svojevrsni sentimentalni podsjetnik da fundamentalna znanost danas više no ikad prije ovisi o okrutnim zakonima tržišta.
Mala doza opreza
Bilo kako bilo, fizičari diljem svijeta dočekali su vijest o pronalasku jasnih naznaka Higgsova bozona ili nečeg još egzotičnijeg s miksom uzbuđenja, oduševljenja i pomalo netipično za najskeptičniju profesiju na planetu, tek manjom dozom opreza.
Čestična fizika je igra statistike, koja se zasniva na analiziranju višestrukih događaja zabilježenih kroz vrijeme. U toj »buci« znanstvenici se trude izbaciti lažne signale.
Ono što se isprva može činiti kao pouzdani signal kasnije može postati nevažno nakon cijelog niza mjerenja i novih podataka, pa ne čudi da su fizičari uvijek vrlo oprezni u izjavama. No u niti jednoj reakciji na svijetu za upravo objavljene rezultate s LHC-a nije bilo skepticizma.
Čestična fizika ima prihvaćenu definiciju za »otkriće«: statističku značajnost od pet standardnih odstupanja odnosno »5-sigma« razinu značajnosti. Ovom mjerom se izražava kolika je vjerojatnost da se određeni eksperimentalni rezultati dobiju prije kao slučajnost, no zbog realnog efekta. Primjerice, bacati novčić i dobiti puno puta za redom »glavu« i dalje do određene mjere može biti slučajnost, prije no znak da se novčić uvijek tako okreće zbog nekog određenog razloga. Razina »3-sigma« predstavlja otprilike istu vjerojatnost kao i dobijanje osam »glava« za redom. Razina »5 sigma« bi odgovarala dobijanju više od 20 »glava« zaredom. Kako su se sa statističkom značajnošću prije samo pola godine borili znanstvenici s CMS-a opisao je tada za naš list dr. sc. Vuko Brigljević, voditelj CMS grupe na institutu »Ruđer Bošković«. Naime, prve naznake da su znanstvenici na dobrom tragu Higgsova bozona dogodile su se u prosincu 2011. godine kad je objavljeno da su »Atlas« i »CMS« po prvi put u nezavisnim mjerenjima zabilježili naznaku o postojanju Higgsa. No, statistička vjerojatnost ovih mjerenja je još uvijek bila preniska za službenu objavu otkrića. – Ukoliko Higgsov bozon postoji, producirati će se u sudarima koje mjerimo, što bi značilo da tražimo specifičnu vrstu sudara u kojima možemo prepoznati produkte raspada Higgsova bozona. Pretražili smo sve podatke koje smo snimili ove godine, za događaje koji izgledaju kao raspad Higgsova bozona. Od velikog broja podataka, mogli smo isključiti gotovo sve, jer uz njih nismo vidjeli određeni broj sudara u kojim se prepoznaje Higgsov raspad. Sada je ostao samo jedan uski prozor mogućih masa, i taj prozor je i po teoriji najvjerojatniji da bi se tu trebao vidjeti Higgsov bozon. U tom prozoru zabilježili smo nešto više sudara koji liče na raspad »Higgsa«, objasnio je tada Brigljević. Šest mjeseci poslije, u priopćenju sa CERN-a pojasnili su slijedeće: Nakon analize podataka CMS je isključio postojanje Higgsovog bozona u područjima masa 110-122.5 GeV i 127-600 GeV, s razinom pouzdanosti od 95%. Područje od 122.5–127 GeV se ne može isključiti jer je primjećen višak događaja u tri od pet analiziranih kanala.
Proslavljeni znanstvenik Stephen Hawking priznao je u izjavi za BBC da nije očekivao pronalazak Higgsova bozona u CERN-u i da ga je to otkriće koštalo 100 dolara, koliko je dužan kolegi Gordonu L. Kaneu zbog izgubljene oklade. Hawking se 2000. kladio s fizičarem Kaneom sa Sveučilišta u Micheganu, da se teorijska čestica koja bi trebala da da masu drugim bitnim česticama (kao što su elektroni i protoni) nikada neće pronaći i da u tome neće uspjeti ni Veliki hadronski sudarač (Large Hadron Collider – LHC), ali ni drugi akceleratori koji će to pokušavati. (G. D.)
Da se u srijedu dogodio jedan od povijesnih trenutaka moderne znanosti, govori i uzbuđenje koje je u Ženevi vladalo prije i tijekom iznošenja rezultata. Kako nam je posvjedočio i splitski fizičar dr. sc Ivica Puljak, mnoštvo znanstvenika doslovce je »kampiralo« od ponoći, dakle satima, u velikoj konferencijskoj dvorani kako bi mogli svjedočiti tom trenutku. Nakon što su rezultati obje kolaboracije objavljeni, praktički je cijeli ogromni auditorij ustao i ovacijama pozdravio rezultate. Kako navodi BBC-jev reporter, nije u tom oduševljenju bilo ničeg lažnog, ničeg glumljenog. Izneseni rezultati bili su kulminacija potrage koja traje od kad su mnogi od tamo prisutnih znanstvenika započeli karijeru.i kao pouzdani signal, kasnije može postati nevažno nakon cijelog niza mjerenja i novih podataka, pa ne čudi da su fizičari uvijek vrlo oprezni u izjavama. No u niti jednoj reakciji na svijetu za upravo objavljene rezultate s LHC-a nije bilo skepticizma. Štoviše, veliki broj njih još je više no sam Higgsov bozon zainteresirala činjenica da fenomen koji su zabilježili i Atlas i CMS kolaboracije u neovisnim mjerenjima može ukazivati na nešto još dramatičnije. Fizičari naime, već desetljećima rade na teorijama koje bi jednog dana mogle nadići Standardni model, a mnoge od njih podrazumijevaju postojanje više od jednog Higgsovog bozona ili čak i neke čestice koja se razlikuje od one koju je u teoriji opisao Higss. Prema jednoj od ideja, primjerice, moglo bi postojati pet higgsovih bozona s sličnim masama, no različitim električnim nabojima.
Štoviše, veliki broj njih još je više no sam Higgsov bozon zainteresirala činjenica da fenomen koji su zabilježili i Atlas i CMS kolaboracije u neovisnim mjerenjima može ukazivati na nešto još dramatičnije.
Fizičari naime, već desetljećima rade na teorijama koje bi jednog dana mogle nadići Standardni model, a mnoge od njih podrazumijevaju postojanje više od jednog Higgsovog bozona ili čak i neke čestice koja se razlikuje od one koju je u teoriji opisao Higss.
Prema jednoj od ideja, primjerice, moglo bi postojati pet Higgsovih bozona s sličnim masama, no različitim električnim nabojima.
Samo 4 posto svemira
No tu ima i jako puno drugih šema koje opisuju »novu fiziku« koja potencijalno leži iznad najbolje teorije o tome kako svemir funkcionira. Standardni model, naime, objašnjava samo 4 posto svemira koji možemo vidjeti, no ne i ostalih 96 posto koji nam ostaju skriveni – a koje čine misteriozne tvorbe kao što su tamna materija i tamna energija.
Znanstvenici sa CMS-a i Atlasa priznali su da i dalje nemaju još dovoljno podataka da precizno odgovore na pitanje da li »njihov« fenomen ukazuje na nešto još egzotičnije od Higgsovog bozona, no s rezultatima koje imaju, financijska budućnost LHC-a i daljnja istraživanja trajno su osigurani.
Direktor CERN-a Rolf Heuer priznao je da je i sam bio iznenađen brzinom kojom je Higgsov bozon otkriven, te smatra da će mjerenja koja slijede dati još brže i revolucionarne rezultate.
– Rezultati objavljeni na CERN-u predstavljaju najznačajnije otkriće u fizici u posljednjih 30 godina. Te rezultate očekujemo već desetljećima, a sad kad su objavljeni, ne samo da postoji taj ogroman osjećaj olakšanja, već velika količina uzbuđenja da vidimo da li nas ovi rezultati i daljnja mjerenja upućuju na nešto još uzbudljivije od Standardnog modela, zaključio je australski fizičar prof. Anthony Thomas.
