Enligt forskarna är hela universum fyllt av ett Higgsfält, en slags dimma av osynliga Higgspartiklar. Foto: Torbjörn JohanssonVisa alla (3)
Visa alla (3)

Higgspartikeln – så här fungerar den

Publicerad

Både sista pusslbiten – och början på ett nytt pussel för forskarna.

Enligt fysikerna är hela universum fyllt av en slags Higgskraft – Higgsfältet. Man kan likna det vid en osynlig dimma, som i sin tur består av små droppar – Higgspartiklar. Det visar sig att materiens minsta beståndsdelar – alla andra partiklar – rör sig olika lätt genom Higgsdimman. En del – som ljuspartikeln fotonen – påverkas inte alls. De rör sig med ljusets hastighet och saknar massa. Andra påverkas en hel del. Man säger att de förvärvar massa när de rör sig genom Higgsdimman. Ju massivare partiklar, desto fler Higgspartiklar kolliderar de med i Higgsdimman.

Inte bara Higgspartiklar bakom massa

Därför säger man populärt att det är Higgspartikeln som ger materiens minsta byggstenar deras olika massor. Det är ungefär rätt. Men det gäller enbart materiens minsta beståndsdelar. Så fort man bakar samman de minsta byggstenarna till större delar så finns andra mekanismer som också ger dem massa. I protoner och neutroner till exempel är det själva ”bindningsenergin” som står för huvuddelen av massan – och så är det i praktiken för den mesta materia vi till vardags ser runt omkring oss. Så det där med att Higgspartikeln genererar all massa är en sanning med modifikation.

Higgsdimma förändrade universum

Däremot tänker sig forskarna att materiens minsta byggstenar faktiskt var masslösa när universum skapades. De var i denna bemärkelse lika – symmetriska. Sen hände något. En omvandling av hela universum tomma vakuum. Higgsdimman fyllde tomrummet – och alla de minsta byggstenarna fick sina olika massor.

Från vild teori till avgörande pusselbit

Det här var ganska vilda och perifera teoretiska spekulationer när de kom 1964. Det är talande att Peter Higgs själv först blev refuserad – med motiveringen att hans arbete saknade verklig relevans. Riktigt på allvar togs de inte förrän forskarna under 60- och 70-talet lyckades foga samman allt till en enhetligt bild av materiens minsta byggstenar – det som numera kallas Standardmodellen. Sen dess har Standardmodellens alla partiklar, beståndsdelar och förutsägelser upptäckts och bekräftats en efter en. Det enda som återstod när den nya partikelkrossen LHC kördes igång i CERN 2008 var just Higgspartikeln. Pricken över i om man så vill. Det var i själva verket denna sista gäckande pusselbit hela mångmiljardmaskinen LHC var designad för att få på plats.

Higgspartikel väcker nya frågor

Nu är förvisso pusselbiten på plats. Men det innebär inte att forskarnas bild av materiens uppbyggnad är färdig. Tvärtom. Enligt de flesta fysiker är det bara början på ett än mer intrikat pussel. Massan hos den lilla partikeln neutrinon, till exempel, kan inte förklaras med Higgsdimman. Och ingen av dom partiklar som forskarna hittills upptäckt kan heller förklara den gäckande mörka materia som anses utgöra merparten av all materia i universum. För att inte tala om själva Higgspartikeln – hur kan Higgspartikelns massa förklaras?

Fler partiklar döljer sig

Forskarnas framgångsrika Standardmodell är med andra ord bara en hållplats på vägen. Framför allt har hela det här teoribygget om materiens minsta byggstenar ännu inte fogats samman med det lika framgångsrika teoribygget om universum i stor skala – Einsteins allmänna relativitetsteori.

Därför tror många att det finns ännu fler dolda partiklar som väntar på att upptäckas. En möjlighet är exempelvis att det inte bara finns en Higgspartikel utan fem, varav den som nu upptäckts bara är den lättaste. Just nu är partikelacceleratorn LHC i CERN avstängd för en uppgradering. När monstermaskinen tutat igång igen om ett par år så hoppas forskarna kunna hitta spår, både av möjliga ytterligare Higgspartiklar och av de hittills okända partiklar som kan ligga bakom den mörka materien.

Lokal. Lättanvänd. Opartisk. Ladda ner appen nu!

Hämta SVT Nyheter i App StoreLadda ned SVT Nyheter på Google Play

Så arbetar vi

SVT:s nyheter ska stå för saklighet och opartiskhet. Det vi publicerar ska vara sant och relevant. Vid akuta nyhetslägen kan det vara svårt att få alla fakta bekräftade, då ska vi berätta vad vi vet – och inte vet. Läs mer