Nejvýznamnějším objevem roku 2012
byl nepochybně objev nové částice
v laboratoři CERN.
Nejspíše jde o Higgsovu částici
pojmenovanou podle fyzika Petera Higgse.
Předpokládá se, že Higgsova částice
je zodpovědná za hmotnost ostatních částic,
například kvarků
nebo leptonů,
ze kterých je tvořena látka.
Higgsův boson se pohybuje chaoticky,
podobně jako lano
se kterým někdo prudce škube.
Ale jak toto pole dodává hmotnost částicím?
Nejste jediní,
komu to není jasné.
V roce 1993 zadal
britský ministr vědy učencům úkol,
aby populárně vysvětlili Higgsovu teorii.
Výherce měl obdržet lahev kvalitního šampaňského.
A zvítězilo toto vysvětlení:
Představte si, že se v CERNu
pořádá velký věčírek,
na který jsou sezváni částicoví fyzikové.
Tahle parta učenců představuje Higgsovo pole.
Náhle se na večírku objeví výběrčí daní.
Nikdo se s ním nebude chtít bavit,
a proto sálem projde
k baru rychle.
Výběrčí daní nebude interagovat s lidmi,
stejně tak,
jako některé částice neinteragují s Higgsovým polem.
Takové částice –
například fotony —
mají nulovou klidovou hmotnost.
A teď si představte, že na večírek dorazil samotný Peter Higgs.
Možná, že hledá džbánek s pivem.
Učenci ho ale nyní obklopí
a začnou mu vykládat
jak se pokoušejí
změřit vlastnosti bosonu,
který je po něm pojmenován.
Higgs nechce ze slušnosti nikoho odmítnout.
Jeho cesta napříč sálem bude velmi pomalá.
Doveďme analogii do konce:
Pan Higgs představuje částici s nenulovou hmotou,
která interaguje s davem.
A jak s tím souvisí
Higgsův boson?
Představme si, že jsou návštěvnící večírku
rovnoměrně rozptýleni po celém sále,
a náhle kdosi vejde
a začne vyprávět o posledních výzkumech
v konkurenční laboratoři.
Lidé blízko dveří ho uslyší,
ale ostatní ne.
Lidé u dveří se shluknou, aby slyšeli lépe.
Vznikne tlačenice.
Až zprávu vyslechnou,
vrátí se na svá místa
a budou ji šířit dál.
Na druhém konci sálu se také chtějí dozvědět, o čem je řeč.
Proto se v místnoti budou na různých místech
vytvářet hloučky lidí.
Tyhle shluky představují Higgsův boson.
Je důležité si uvědomit,
že s Higgsovým polem neinteragují
jen hmotné částice.
V naší analogii jsou si všechny částice
před návštěvou večírku rovny.
Peter Higgs i výběrčí daní mají nulovou hmotnost.
Ale při interakci s lidmi
mohou hmotnost získat.
Zopakujme si ještě jednou, že
hmotnost je výsledkem interakce s polem.
Pojďme si to shrnout.
Částice získá větší či menší hmotnost
podle toho, jak interaguje s polem,
Je to podobné jako pohyb lidí sálem,
jejichž rychlost závisí na ochotě ostatních si s nimi povídat.
A Higgsův boson je shluk na večírku
vzniklý kolem posla zajímavých zpráv.
Je to ale jen analogie,
která zatím nejlépe objasňuje,
co se v přírodě
děje.
A to je celé vysvětlení
Higgsova pole
a Higgsova bosonu.
Výzkum ale pokračuje a objev
Higgsova bosonu je větší odměnou,
než obyčejná láhev šampaňského.