Minu pisarate jäljed: Peter Higgsi emotsioonide tõeline tähendus CERNis 2012. aastal

Keegi, kes on pilte näinud, ei unusta Peter Higgsi vesiseid silmi. Pildistatud CERNi peaauditooriumis 4. juulil 2012. video Briti teoreetiline füüsik hoiab kudet, kui laborijuhid teatavad, et Higgsi boson on avastatud. Higgs, kes oli siis 83-aastane, on pundunud ja eemaldab prillid, et nägu määrida. Kuid kas need pisarad paljastavad eriti tundliku mehe emotsiooni? Või viitavad need füüsiku elule omastele emotsionaalsetele vooludele?

Pikalt õpikutes kirja pandud ja traditsiooniliste teadusfilosoofide poolt heaks kiidetud vaate kohaselt on füüsikud uurijad, kes on koolitatud kasutama füüsilisi ja kontseptuaalseid tööriistu looduse mõistatuste lahtiharutamiseks. Ükskõik, millised meeleolud neid tabavad töö arenedes, peegeldavad ainult üksikisikute subjektiivseid reaktsioone; näidatavatel meeleoludel pole füüsika praktikas tähtsust. Higgs peab olema lihtsalt pisaratele kalduv mees, nii et see vaade kehtib.

Kas Peter Higgsi pisarad paljastavad eriti tundliku mehe emotsiooni? Või viitavad need füüsiku elule omastele emotsionaalsetele vooludele?

Kuid kõikehõlmavama lähenemisviisi kohaselt teadusele, mis käsitleb seda mitte ainult toodetest, vaid ka praktikutest koosnevana, on need pisarad erinevad. Füüsikud kuuluvad elustiili, mis väärtustab looduse mõistatuste lahendamist – ja meeleolud on sellele eluviisile sama omased kui tavalisele elule. Elades maailmas, kus loodus näib manipuleeritav ja mõõdetav – ja täis mõistatusi, mida tuleb lahendada –, kogevad füüsikud kõike alates aukartusest, igavusest, segadusest ja pettumusest kuni heidutuse, kinnisidee, surve, šoki, skeptitsismi ja muuni.

Muidugi, need tunded ei erine tingimata sellest, mida me igapäevaelus kogeme, kuid need on füüsikaelu ja seega ka füüsika enda jaoks omased. Tegelikult sarnaneb füüsikute mõistatuste lahendamise maailm pigem spordiga, kus sportlased viivad endast kõik mängu mõõna ja vooluni. Kui märkate põnevas matšis emotsioonitu sportlast, siis eeldate, et ta kas oskab hästi oma tuju varjata või on lihtsalt lahti. Samamoodi, kui kohtate füüsikut, kes on oma tööst või tagasilöökidest ja edusammudest nördinud, ei jõua te ära imestada, kui andekad nad tegelikult on.

Isegi kurikuulsalt kirglik teoreetik Paul Dirac oli eraviisiliselt tujukas, nagu näitas tema mälestus ajast, mil ta mõistis "Poissoni sulgude" tõenäolist olulisust kvantmehaanika jaoks. Kuna Dirac ei teadnud sellest matemaatilisest operatsioonist piisavalt ega leidnud seda oma õpikutest piisavalt käsitletud, leidis ta meeleheitel, et raamatukogu oli sel pühapäeval suletud. Ta oli sunnitud ootama "kannatamatult öö läbi ja siis järgmisel hommikul", kuni raamatukogu uuesti avatakse.

Ikka ja jälle toimub mõni dramaatiline ja sensatsiooniline sündmus, mis kutsub esile eriti intensiivse ja võimsa emotsiooni.

Tavaline vaade teadusele jätab need meeleolud aga välja, tembeldades need subjektiivseteks ja jättes need kõrvale kui millekski, mis kuulub psühholoogide valdkonda. Kuid on olemas "füüsikamaailm", millesse praktikud on haaratud. Tavaliselt on need igapäevased asjad, nagu kolleegidega vestlemine ja teiste tegemiste õppimine; uutest ideedest kuulmine, ajakirjade lugemine ja tarvikute tellimine; uute projektide planeerimisest ja elluviimisest. Ikka ja jälle toimub aga mõni dramaatiline ja sensatsiooniline sündmus, mis kutsub esile eriti intensiivse ja võimsa emotsiooni.

Massi asi

Higgsi bosoni avastamise teade oli üks selline sündmus. Milline otsustav osa sellest erakordsest puslest! Osakestefüüsika standardmudeli arhitektuuri loomiseks tuli kokku panna sadu teoreetilisi tükke ning kiirendi- ja detektoritehnoloogia areng oli vaja aastakümneid. Standardmudel pidi hõlmama ka kõiki neid kummalisi osakesi, mis avastati esmalt kosmilistes kiirtes ja seejärel veelgi rohkem kiirendites.

See mudel nõudis teoreetikutelt lugematute skeemide väljatöötamist nende osakeste perekondadeks korraldamiseks, kusjuures eksperimentalistid pidid tuvastama kõik pereliikmed ja nende omadused. Kõik need jõud osakestes ja nende vahel tuli koondada üheks. Mõõtme sümmeetria ja murtud sümmeetria tuli leiutada. Aeg-ajalt ilmnes arenevas arhitektuuris mõni sügav viga – pariteedi rikkumine, laengu-pariteedi rikkumine –, mis tuli lahendada.

Kuid algusest peale jäi puudu sellest, kuidas mass selles arhitektuuris figureerib. Vajaliku idee väljamõtlemine ise võttis aega aastaid ja nõudis palju näiliselt seosetuid samme pealtnäha mitteseotud valdkondadest.

Julian Schwinger avastas, et nõrkade ja elektromagnetväljade ühendamise katseid takistas asjaolu, et elektriliselt laetud bosonid ei ole massita. Yoichiro Nambu leidis, et peidetud sümmeetria idee on ülijuhtivuse võtmeks. Jeffrey Goldstone nägi, et sümmeetria purustamine loob massituid bosoneid. Philip Anderson kasutas plasmafüüsika ideid, et näidata, et on võimalik omada massiivseid bosoneid, samas kui mitmed teised teoreetikud näitasid, et bosonid võivad selliseks muutuda Goldstone'i bosoni neelamisel.

Peter Higgsi töö mitte ainult ei kirjeldanud sellist bosonit, vaid pakkus välja ka viise selle katseliseks tuvastamiseks. Kõik need asjad ja paljud muud panused pidid minema selle tüki sobitamisele standardmudeli kavandisse, näidates, et selle plaan oli usaldusväärne. Ja siis tuli tohutu tehniline ja eksperimentaalne väljakutse bosoni jahtimiseks – töö, mis valmis 2012. aastal – peaaegu pool sajandit pärast bosoni esmakirjeldust.

Kriitiline punkt

Peter Higgs ei kogenud sel päeval CERNis selle osakese väljakuulutamise ajal tundeid üksi. Toas polnud muidugi ainsatki tuju. Mõned tähistasid avastust pärast sellele kaasa aitamist või olid avastuse üle uhked, hoolimata sellest, et töötasid mõnes teises piirkonnas CERNis või väljaspool seda. Teised võisid olla jahmunud, et nad püüdsid panustada – kuid ei suutnud – või et nende panust ei tunnustatud. Need meeleolud olid kõik olemas ja füüsiku eluviisist lahutamatud.

Lihtsalt Higgsi oma oli paremini nähtav – ja tähelepanelik kaameraoperaator püüdis selle filmile.