Fréttaskýring: Langþráð takmark vísinda virðist í höfn

Tímamót urðu í sögu vísindanna í fyrradag þegar vísindamenn við rannsóknarstofu Samtaka Evrópu að kjarnorkurannsóknum (CERN) í Genf töldu sig hafa fundið afgerandi sönnun fyrir tilvist Higgs-bóseindar, eindar sem talin er gefa öðrum eindum massa.

Undanfarna hálfa öld eða svo hafa eðlisfræðingar reist hugmyndir sínar um efnisheiminn á svonefndu staðallíkani. Líkanið felur í sér að eindum er skipt í tvo flokka, annars vegar bóseindir og hins vegar fermíeindir. Bóseindir eru burðareindir og flytja krafta milli einda en fermíeindir eru hið eiginlega efni.

Higgs-bóseindin er talin gefa eindum í staðallíkaninu massa en hún er nefnd eftir breska eðlisfræðingnum Peter Higgs sem gat sér til um tilvist hennar árið 1964.

Við tilraunina í CERN voru róteindir látnar rekast saman á hraða sem liggur mjög nærri ljóshraða, hinum endanlega hraða, í hringlaga 27 km braut. Róteindirnar eru drifnar áfram af 8 billjón volta sveifluhólfum og útheimtir það mikla nákvæmni að halda þeim á réttri braut.

Unnið úr milljónum árekstra

Sveinn Ólafsson, vísindamaður í eðlisfræði við HÍ, segir vísindamenn við CERN hafa þurft að greina milljónir árekstra öreinda á sekúndu við leitina að Higgs-bóseindinni.

„Það þarf dirfsku til að notast við róteindir í slíkri tilraun enda myndast gífurlegur fjöldi agna við árekstur þeirra. Það er mikið mælitæknilegt afrek að finna Higgs-bóseindina.“

Má hér rifja upp að samkvæmt frægri jöfnu Einsteins, E=mc2, getur efni orðið til úr orku. Gífurleg orka myndast við slíka háhraðaárekstra sem getur myndað eindir.

Fram kom í tilkynningu frá CERN að frekari uppgötvanir sem gerðar verða í sama hraðli kynnu að bregða birtu á hulduefni, efnið sem hulið er sjónum og talið er að myndi 85% efnis í alheiminum, og önnur dularfull fyrirbæri í alheimi.

Þórður Jónsson, prófessor í eðlisfræði við HÍ, segir þetta vera vangaveltur. „Higgs-eindin rennir styrkari stoðum undir staðallíkanið og gerir það að verkum að beiting þess í heimsfræðinni, að því marki sem hún skiptir máli, er á traustari grunni reist. En ég held að þetta hafi ekkert með hulduefni að gera.

Staðallíkanið hefur verið notað í rúma fjóra áratugi til þess að útskýra allar tilraunir í öreindafræði og allar niðurstöður um öreindir, ef frá eru taldar tilraunir sem sýna að fiseindir virðast hafa smávegis massa. Á það hefur hins vegar skort að færa sönnur á tilvist Higgs-agnarinnar sem talin er útskýra hvers vegna massar sumra öreinda eru þeir sem þeir eru. Ef Higgs-eindin væri ekki til myndi líkanið ekki standast. Ef Higgs-eindin kemur fyrir í stærðfræðilegri framsetningu á líkaninu ætti hún að vera sjáanleg í tilraunum, eins og hún virðist vera.“