Foto: Scanpix

Jens Ergon analyserar upptäckten

Publicerad

Saken är klar. Över fyra decenniers jakt efter den gäckande Higgs partikel är över – en jakt som den senaste månaden omgärdats av allt tätare rykten på bloggar och i forskarvärlden.

Inför överfulla, applåderande, jublande auditorier med fysiker och journalister presenterade de två forskargrupper som lett jakten under förmiddagen sina resultat på forskningscentret CERN utanför Geneve.

Slutsats: Med en osäkerhet mindre än en på miljonen har de två forskargrupperna upptäckt en ny partikel som med all sannolikhet är den eftertraktade Higgs partikel – eller ”Gudspartikeln”, som Nobelpristagaren Leon Lederman än gång kallat den i en boktitel, även om han själv senare ångrat tilltaget.

Jagad sen 60-talet

– För mig är det otroligt att det här inträffar under min livstid, stammade en gråtfärdig Peter Higgs efter forskarnas presentation.

Den timide engelsmannen var en av en handfull teoretiska fysiker som i mitten av 1960-talet formulerade teorierna och förutsade partikeln. Idag fanns Higgs och tre andra av dem på plats i CERN.

Higgs partikel är en nödvändig ingrediens i partikelfysikens nuvarande teorier om materiens uppbyggnad – den så kallade standardmodellen. Den förklarar inte minst varför flera av de övriga partiklarna har massa – och till exempel varför ljuspartikeln fotonen inte har någon massa alls.

Vi lever i en Higgs-soppa

Enligt teorierna är hela vår omgivning och hela universum fyllt av en slags osynlig Higgs-soppa, ett så kallat Higgsfält. En del partiklar har svårare att ta sig igenom Higgs-soppan – de har stor massa. Andra rör sig lekande lätt – de är som ljuspartikeln fotonen lätta.

Dagens offentliggörande i CERN har föregåtts av mängder av spekulationer. Redan i vintras kunde forskarna presentera en skymt av något som skulle kunna vara Higgs partikel. Men då var osäkerheten i resultaten en på hundra – på tok för mycket för att tala om någon upptäckt.

Under våren har man kört vidare den jättelika partikelkross som används i jakten. LHC, den stora kärnpartikelkollideraren, skisserades redan på 1980-talet – med huvuduppgift att just upptäcka Higgs partikel. Den enorma partikelacceleratorn har kostat över 40 miljarder, och färdigställandet har omgärdats av både förseningar och haverier.

Lön för mödan

Men under de senaste åren har maskinen fungerat allt bättre. Och nu under våren har man samlat lika mycket data som under de tidigare två år som partikelkrossen fungerat tillsammans.

Det här är nyckeln till att forskarna nu kan kan deklarera en upptäckt, tidigare än många anat. Tricket handlar nämligen om att skapa tillräckligt många Higgs-partiklar i partikelkollideraren för att bortom allt tvivel kunna urskilja dem bland den enorma mängd övriga, redan kända partiklar som också skapas när partikelkrossen kolliderar protoner – delar av atomkärnor – med närmare ljusets hastighet.

Och nu är resultatet otvetydigt: Båda de enorma partikeldetektorerna som används i Higgs-jakten, ATLAS och CMS, ser spåren av en ny, Higgs-lik partikel med en osäkerhet mindre än en på miljonen. Kombineras dessutom resultaten från de två experimenten så kommer säkerheten att bli ännu bättre – något som också lär göras när forskargrupperna officiellt publicerar sina resultat i slutet av juli.

Vilken Higgs partikel?

– Jag tror att vi har den. Vi har Higgs partikel. Frågan är bara – vilken Higgs partikel, konstaterade CERN:s chef Rolf Heuer.

Det är detta som nu är den avgörande frågan bland världens fysiker: Vad är det egentligen för Higgs-partikel man har upptäckt? Enligt dagens fysikteorier finns en Higgs-partikel. Men världen över finns mängder av forskare, inte minst strängfysiker, som hoppas på att det finns en hel handfull olika Higgs-partiklar, varav man nu upptäckt den lättaste.

Många fysiker hävdar nämligen att dagens teorier om materiens uppbyggnad är otillräckliga. En idé är att samtliga dagens kända partiklar har en slags tyngre, så kallade supersymmetriska, kusiner. De här tyngre kusinerna skulle kunna utgöra den mörka materia som astronomerna hävdar utgör större delen av all materia i hela universum. Strängfysiken, en teori som antar att materiens allra minsta beståndsdelar ytterst utgörs av små, vibrerande strängar, bygger också till stor del på att de här tyngre superpartiklarna existerar.

Jakten på superpartiklar fortsätter

Vid sidan om Higgs jagar forskarna i CERN också de här superpartiklarna – men ännu utan resultat. Skulle det visa sig att den Higgs-partikel man nu upptäckt också kan ha ett gäng tyngre kusiner, ja, då kommer Higgs-upptäckten att peka vidare mot än mer omdanande resultat.

Än så länge kan forskarna varken säga bu eller bä om detta. Men när partikelkrossen i CERN nu körs vidare under sommaren och hösten så kommer den här frågan att stå i centrum – med möjliga ledtrådar till ett svar.

Dags för Nobelpris

Nu inleds också grubblerierna på allvar för den svenska Nobelkommittén. Att Higgs-upptäckten kommer att generera Nobelpris är otvetydigt. Frågan är bara: När kommer prisrasslet – och vilka kommer att belönas?

Att upptäckten i praktiken är klar redan nu ökar chanserna för ett snabbt pris redan i höst. Visserligen vet man ännu inte vilken slags Higgs-partikel som blottlagts – men det är egentligen mindre intressant för själva grundbedrifterna: Det teoretiska arbetet på 1960-talet och jätteexperimentet i CERN.

Problemet handlar om vilka som skall få priset. Peter Higgs har en handfull kollegor som trängs om den teoretiska belöningen – men endast tre personer kan dela på ett Nobelpris. Och när det gäller den experimentella bedriften är det ännu trängre. De båda forskargrupperna ATLAS och CMS innehåller tusentals fysiker. Och partikelkrossen LHC har involverat tiotusentals forskare och ingenjörer. En lösning skulle vara att rucka på principen att enbart belöna enskilda forskare – och exempelvis belöna hela CERN för den experimentella bedriften.

Svaret på frågorna – en Higgs-partikel eller flera, och vilka som får Nobelpris – kan komma redan nu under hösten. Den 4 juli 2012 markerar en sak: Det är skördetid för partikelfysiken. Frågan är som sagt hur många partiklar och Nobelpris som i slutänden kommer att skördas.

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

Higgspartikeln

Mer i ämnet