Sledi mojih solz: pravi pomen čustev Petra Higgsa v CERN-u leta 2012

Nihče, ki je videl slike, ne bo pozabil solznih oči Petra Higgsa. Posneto v glavnem avditoriju CERN-a 4. julija 2012, video prikazuje britanskega teoretičnega fizika, ki drži tkivo, medtem ko šefi laboratorijev oznanjajo, da je bil Higgsov bozon odkrit. Higgs, ki je bil takrat star 83 let, je nabrekel in sname očala, da si obriše obraz. Toda ali te solze razkrivajo čustva posebej občutljivega človeka? Ali pa kažejo na čustvene tokove, ki so neločljivo povezani z življenjem fizika?

V skladu s stališčem, ki je že dolgo zapisano v učbenikih in so ga potrdili tradicionalni filozofi znanosti, so fiziki raziskovalci, usposobljeni za uporabo fizičnih in konceptualnih orodij za razpletanje ugank narave. Kakršnakoli razpoloženja jih prevzamejo med potekom dela, odražajo le subjektivne odzive posameznikov; prikazana razpoloženja so nepomembna za prakso fizike. Higgs mora biti preprosto človek, ki je nagnjen k solzam, tako da ta pogled ustreza.

Ali solze Petra Higgsa razkrivajo čustva posebej občutljivega človeka? Ali pa kažejo na čustvene tokove, ki so neločljivo povezani z življenjem fizika?

Toda glede na bolj vseobsegajoč pristop k znanosti, ki jo obravnava kot sestavljeno ne le iz izdelkov, ampak tudi iz praktikov, so te solze drugačne. Fiziki pripadajo načinu življenja, ki ceni reševanje ugank narave – in razpoloženja so tako bistvena za ta način življenja kot za običajno življenje. Življenje v svetu, v katerem se zdi, da je narava manipulativna in merljiva – in polna ugank, ki jih je treba rešiti – fiziki doživljajo vse od strahospoštovanja, dolgočasja, zmede in razočaranja do malodušja, obsedenosti, pritiska, šoka, skepticizma in še več.

Seveda ti občutki niso nujno drugačni od tistih, ki jih doživljamo v vsakdanjem življenju, vendar so neločljivo povezani s fizikalnim življenjem in s tem fiziki sami. Pravzaprav je svet reševanja ugank, v katerem živijo fiziki, precej podoben športu, kjer športniki dajo vse od sebe na plimo in oseko igre. Če v razburljivi tekmi opazite športnika brez čustev, domnevate, da zna dobro prikriti svoje razpoloženje ali pa je preprosto nezavzet. Podobno, če naletite na fizika, ki je blazen o svojem delu ali o svojih neuspehih in uspehih, si ne morete kaj, da se ne bi vprašali, kako nadarjeni so v resnici.

Celo razvpiti ravnodušni teoretik Paul Dirac je bil zasebno nerazpoložen, kot razkriva njegov spomin na čas, ko je spoznal verjeten pomen "Poissonovih oklepajev" za kvantno mehaniko. Ker ni vedel dovolj o tej matematični operaciji in ker ni mogel najti ustrezne razprave o njej v svojih učbenikih, je Dirac v obupu ugotovil, da je bila knjižnica na tisto nedeljo zaprta. Prisiljen je bil "nestrpno čakati celo noč in nato naslednje jutro", dokler se knjižnica ponovno ne odpre.

Občasno se zgodi kakšen dramatičen in senzacionalen dogodek, ki izzove posebno intenzivno in močno čustvo.

Konvencionalni pogled na znanost pa ta razpoloženja izpušča, jih označuje za subjektivna in zavrača kot nekaj v domeni psihologov. Obstaja pa »svet fizike«, v katerega so ujeti praktiki. Običajno so to vsakdanje stvari, kot je pogovor s kolegi in učenje, kaj počnejo drugi; poslušanja o novih idejah, branja dnevnikov in naročanja zalog; načrtovanja in izvedbe novih projektov. Vedno znova pa se zgodi kakšen dramatičen in senzacionalen dogodek, ki izzove posebno intenzivno in močno čustvo.

Množična stvar

Napoved odkritja Higgsovega bozona je bila eden takih dogodkov. Kako odločilen delček tako izjemne sestavljanke! Za ustvarjanje arhitekture standardnega modela fizike delcev je bilo treba združiti na stotine teoretičnih del, potrebna pa so bila tudi desetletja razvoja tehnologije pospeševalnikov in detektorjev. Standardni model je moral vključevati tudi vse tiste nenavadne delce, ki so jih najprej odkrili v kozmičnih žarkih in nato še več proizvedenih v pospeševalnikih.

Ta model je od teoretikov zahteval, da razvijejo nešteto shem za organiziranje teh delcev v družine, pri čemer morajo eksperimentalci identificirati vse člane družine in njihove lastnosti. Vse te sile v in med delci je bilo treba združiti v eno. Treba je bilo izumiti merilno simetrijo in polomljeno simetrijo. Tu in tam se je v razvijajoči se arhitekturi pojavila kakšna globoka napaka – kršitev paritete, kršitev paritete naboj – ki jo je bilo treba rešiti.

Toda delček, ki je od začetka manjkal, je bila množičnost v tej arhitekturi. Sama iznajdba potrebne ideje je trajala leta in zahtevala številne na videz nepovezane korake z na videz nepovezanih področij.

Julian Schwinger je odkril, da je poskuse povezave med šibkim in elektromagnetnim poljem oviralo dejstvo, da električno nabiti bozoni niso brezmasni. Yoichiro Nambu je ugotovil, da je zamisel o skriti simetriji ključna za superprevodnost. Jeffrey Goldstone je videl, da zlom simetrije ustvarja brezmasne bozone. Philip Anderson je uporabil ideje iz fizike plazme, da bi pokazal, da je možno imeti masivne merilne bozone, medtem ko je več drugih teoretikov pokazalo, da lahko bozoni postanejo takšni, če absorbirajo Goldstonov bozon.

Delo Petra Higgsa ni le opisalo takšnega bozona, temveč je predlagalo tudi načine, kako bi ga lahko eksperimentalno identificirali. Vse te stvari in številni drugi prispevki so bili potrebni za vključitev tega dela v načrt standardnega modela, ki je pokazal, da je njegov načrt dober. In potem je prišel ogromen tehnični in eksperimentalni izziv lova na bozon – delo, ki je bilo zaključeno leta 2012 – skoraj pol stoletja po prvem opisu bozona.

Kritična točka

Peter Higgs ni bil edini, ki je tisti dan v CERN-u doživljal občutke ob objavi tega delca. V sobi seveda ni bilo niti enega razpoloženja. Nekateri so slavili odkritje, potem ko so prispevali k njemu, ali pa so bili ponosni na odkritje, čeprav so delali na drugem področju v CERN-u ali zunaj njega. Drugi so bili morda zgroženi, ker so želeli – a niso uspeli – prispevati ali ker njihovi prispevki niso bili priznani. Vsa ta razpoloženja so bila prisotna in neločljiva od načina življenja fizika.

Samo Higgsov je bil bolj viden – in pozorni operater ga je ujel na film.