Den så kallade Higgs-partikeln förutspåddes 1964. Partikeln och dess egenartade kraftfält är en grundbult i fysikernas teori om materiens uppbyggnad – standardmodellen. Kraftfältet behövs både för att få matematiken i teoribygget att gå ihop och är den mekanism som anses ge de övriga av materiens minsta byggstenar sina massor. Någon gång i universums barndom slogs det här kraftfältet på och fyller nu världsrymden som en slags osynlig dimma som alla andra partiklar tvingas röra sig igenom – och därigenom får sina olika massor.

Jakten efter Higgs partikel och att kunna bekräfta den här teorin har pågått i decennier med världens största partikelacceleratorer. När forskarna vid den gigantiska partikelkrossen LHC i forskningscentret CERN utanför Geneve i somras presenterade upptäckten av en ny partikel som av allt att döma är den eftersökta Higgs-partikeln så tog omedelbart nobelpris-spekulationerna fart.

Higgs kommer prisas - men när?

Det finns ingen som betvivlar att upptäckten kommer att generera nobelpris. Frågan handlar om när priset kommer att utdelas och vilka som kommer att få det. Den första frågan beror på hur försiktiga nobelpriskommittén är. I praktiken betvivlar inga fysiker att det verkligen är den så kallade Higgs-partikeln som nu upptäckts. Men formellt sett måste forskarna under hösten göra mätningar på den nyupptäckta partikeln för att bekräfta att partikelns egenskaper matchar förutsägelserna. Egentligen är det mer komplicerat än så. Det finns olika former av Higgs-partiklar beroende på hur naturen är funtad i detalj. Men ur ett nobelprisperspektiv bör det räcka att konstatera att det är en slags Higgs-partikel. De flesta bedömare tror att de här bevisen kommer under senhösten eller vintern. Men det innebär hur som helst att ett Higgs-pris inte lär kunna utdelas förrän nästa år.

Frågan om vem egentligen skall belönas är knivigare. De teoretiska förutsägelserna av hela teorin gjordes mer eller mindre parallellt av tre forskargrupper under 1964. Fysiklegenden och Edinburgh-bon Peter Higgs, som hittills fått ge namn åt själva partikeln, är i själva verket bara en av sex forskare som då publicerade ett antal banbrytande forskningsartiklar. Den allra första artikeln skrevs av belgaren Francois Englert och USA-belgaren Robert Brout. Brout gick bort för ett och ett halvt år sen. Men den snart 80-årige Englert är still-going-strong och bedöms av de flesta vara en av dom självklara nobelpriskandidaterna.

Higgs en av flera

Den andra artikeln under 1964 skrevs av Peter Higgs. Higgs var också den första av de sex teoretikerna som uttryckligen skrev att den nya teorin också förutsade existensen av en ny partikel. Peter Higgs anses därför också självskriven för ett nobelpris. De tre övriga fysikerna, Gerald Guralnik, C. R. Hagen och Tom Kibble, ligger risigare till. Deras arbete gjordes onekligen parallellt. Men de publicerade sig sist – och de citerar också i sin artikel både Englert, Brout och Higgs. Stalltipset är därför att det är Englert och Higgs som i slutänden får dela på det teoretiska priset för Higgs-upptäckten.

Den experimentella bedriften är ännu knepigare för nobelkommittén. Bakom upptäckten ligger två oberoende forskarteam med 3-4000 medlemmar var, kopplad till de två stora partikeldetektorer som använts – ATLAS och CMS. Dessutom är själva partikelacceleratorn som använts, den gigantiska LHC, i sig en nyckel för hela upptäckten. Totalt sett handlar det om historiens kanske största fysikexperiment någonsin, med 10000-tals forskare och ingenjörer inblandade.

Att sålla ut ett namn bland alla inblandade är i det närmaste omöjligt – och i varje fall missvisande. Konstruktören av LHC, walesaren Lynn Evans, har visserligen nämnts. Men många röster höjs istället för att nobelkommittén borde se över tolkningen av de regler som omgärdar prisutdelningen. Hittills kan bara tre enskilda forskare dela på ett och samma pris. En ändring som innebär att också forskarsamarbeten eller institutioner kan belönas är något som alltfler hävdar nu krävs för att nobelpriset skall matcha dagens verklighet. Sker en sån förändring så skulle det exempelvis vara hela CERN som i slutänden delar på ett pris, tillsammans med teoretikerna Englert och Higgs.

Men i år då?

Så långt årets fysiksnackis. Men om detta kassaskåpssäkra pris kommer först nästa år – vilka får i så fall priset i år?

Ja, överst på mångas listor, bland annat Thomson Reuters spekulationer, som bygger på en genomgång av hur ofta olika forskare citeras av övriga forskarvärlden, ligger sedan ett par år det som kallas ”kvantmekanisk sammanflätning”. Det handlar om grundläggande kvantfysik och det faktum att verkligheten i atomernas värld ter sig annorlunda än vi till vardags är vana vid. Det här har forskarna trott länge. Men det som hänt är att man börjat kunna experimentera och testa kvantfysikens paradoxer i detalj och dessutom använda dom.

Till vardags är vi vana vid att något bara kan vara på ett ställe samtidigt. I kvantfysikens värld kan saker vara på fler ställen samtidigt. Två ljuspartiklar kan exempelvis befinna sig på stora avstånd från varandra och ändå vara kopplade – ”sammanflätade” på ett till synes spöklikt sätt. Det finns en slags fjärrverkan i atomernas värld som vi inte är vana vid – i grund och botten eftersom atomvärldens partiklar också kan beskrivas som utbredda vågor.

Sammanflätade ljuspartiklar

En tillämpning av fenomenet kallas kvantkryptering – en tänkt form av idiotsäker informationsöverföring. Idén är så här: Du har två ljuspartiklar som är ”sammanflätade”. Den ena skickas iväg i en optisk fiber. Om någon försöker sig på att ”avlyssna” meddelandet så märks det direkt. Det är nämligen omöjligt att mäta – eller ens titta – på något i atomernas värld utan att också påverka det. Så om någon skulle försöka kika på den ljuspartikel som skickats iväg så märks det obönhörligen – och genom den spöklika ”sammanflätningen” så märks det också direkt på den ljuspartikel som inte skickats iväg.

Den experimentella kungen bakom den här typen av experiment är den 67-årige österrikiske fysikern Anton Zeilinger. Zeilinger har drivit på den experimentella utvecklingen och också testat såna här kvantkrypteringssystem i praktiken. Tillsammans med amerikanen John Clauser och fransmannen Alain Aspect anses Zeilinger vara tre experimentella huvudkandidater för ett sånt här nobelpris.

Sen finns som de som gjort det teoretiska jobbet. Den stora tänkaren bakom det hela är IBM-forskaren Charles Bennett, en 69-årig amerikan som, tillsammans med namn som Gilles Brassard och William K. Wootters, utvecklat mycket av teorierna bakom vad som är möjligt och inte möjligt. Och kvantkryptering är bara ett exempel på tillämpningar. Kvantdatorer anses vara en annan tillämpning.

Kvantteleportering

Och kanske ännu mer fascinerande: kvantteleportering. Det går faktiskt att genom den spöklika fjärrverkan i atomernas värld teleportera, på ett ögonblick förflytta ett litet kvantmekaniskt system från en plats till en helt annan. Det här har testats – och åter igen har Zeilinger något av ett rekord när han teleporterade ljuspartiklar 100-tals kilometer mellan två av Kanarieöarna.

Kort sagt: Kvantmekanisk sammanflätning, med Anton Zeilinger och Charles Bennett som ledande namn, och Alain Aspect, John Clauser, Gilles Brassard och William K. Wootters, som medkombatanter, är ett av mångas stalltips i år.

Neutrinon massa

Ett annan vanlig nobelpris-gissning är de mätningar som för 10-12 år sen slog fast att den lilla partikeln neutrinon har en massa, om än pytteliten. Resultatet anses understryka att dagens partikelfysikteorier är ofullständiga. Bakom mätningarna stod två forskargrupper, med Arthur McDonald (Sudbury Neutrino Observatory Institute, Kanada) och Yoji Totsuka (Superkameokande, Japan) i spetsen. Men Yoji Totsuka avled 2008. Vem McDonald skulle få dela ett eventuellt pris med är därför oklart.

Men neutriner i all ära – varför inte avsluta med en outsider. På senare år har en dansk, kvinnlig fysiker förekommit alltmer i spekulationerna: 53-årige Lene Hau, numera professor i Harvard. Tillsammans med bland andra amerikanen Stephen E. Harris har hon visat att man kan manipulera olika material så att dom blir genomskinliga – men på ett mycket speciellt sätt. Ljus är ju det snabbaste som finns – i vakuum. Men skickar man in ljus i ett sånt här manipulerat material så kan det bromsas upp något enormt.

Ja, Lene Hau har till och med lyckats bromsa ljuset helt, fånga upp det under en kort tid och sen släppa iväg det igen. Hau är helt enkelt forskaren som stoppat ljuset. Tekniken bakom det här kallas elektromagnetiskt inducerad transparans och är ytterligare en möjlig nobelpriskandidat. Hau skulle i så fall både bli den första kvinnan och nordbon att tilldelas fysikpriset på många, många år.