Tracks of my tears: den sanna innebörden av Peter Higgs känslor på CERN 2012

Ingen som har sett bilderna kommer att glömma Peter Higgs rinnande ögon. Inspelad i CERN:s stora auditorium den 4 juli 2012, videon visar den brittiska teoretiska fysikern som håller i en vävnad när labbchefer tillkännager att Higgs-bosonen har upptäckts. Higgs, som då var 83, har vällat upp och tar av sig glasögonen för att torka ansiktet. Men avslöjar dessa tårar känslorna hos en särskilt känslig man? Eller indikerar de känsloströmmar som är inneboende i livet som fysiker?

Enligt en åsikt som länge har inskrivits i läroböcker och ratificerats av traditionella vetenskapsfilosofer, är fysiker utredare utbildade i att tillämpa fysiska och konceptuella verktyg för att reda ut naturens pussel. Vilka sinnesstämningar som än slår dem när arbetet utvecklas återspeglar endast individers subjektiva svar; stämningarna på utställningen är irrelevanta för praktiken av fysik. Higgs måste helt enkelt vara en man som är benägen att gråta, så den här uppfattningen går.

Avslöjar Peter Higgs tårar känslorna hos en särskilt känslig man? Eller indikerar de känsloströmmar som är inneboende i livet som fysiker?

Men enligt en mer allomfattande syn på vetenskap, som behandlar den som att den inte bara består av produkter utan också av utövare, är dessa tårar annorlunda. Fysiker tillhör ett sätt att leva som värdesätter att lösa naturens pussel – och stämningar är lika inneboende i den livsstilen som de är i det vanliga livet. Att leva i en värld där naturen framstår som manipulerbar och mätbar – och full av pussel som ska lösas – upplever fysiker allt från vördnad, tristess, förvirring och besvikelse till modlöshet, besatthet, press, chock, skepsis och mer.

Visst, dessa känslor skiljer sig inte nödvändigtvis från vad vi upplever i vardagen, men de är inneboende i fysiklivet, och därför till fysiken i sig. Faktum är att den pussellösande värld som fysiker lever i är snarare som sport, där idrottare tar allt till ebb och flod av ett spel. Om du ser en känslolös idrottare i en spännande match, antar du att de antingen är bra på att dölja sitt humör eller helt enkelt är oengagerade. På samma sätt, om du stöter på en fysiker som är blaserad om sitt arbete eller om deras motgångar och framgångar, kan du inte låta bli att undra hur begåvade de egentligen är.

Till och med den notoriskt impassive teoretikern Paul Dirac var privat lynnig, vilket avslöjades av hans minne av den tid då han insåg den sannolika relevansen av "Poisson-parenteser" för kvantmekaniken. Eftersom Dirac inte visste tillräckligt om den här matematiska operationen och att han inte kunde hitta den diskuterad på ett adekvat sätt i hans läroböcker, var Dirac förtvivlad när han upptäckte att biblioteket var stängt just den söndagen. Han tvingades vänta "otåligt hela natten och sedan nästa morgon" tills biblioteket öppnade igen.

Då och då händer det en dramatisk och sensationell händelse som framkallar en särskilt intensiv och kraftfull känsla.

Den konventionella synen på vetenskap utelämnar emellertid dessa stämningar, betecknar dem subjektiva och avfärdar dem som något inom psykologernas domän. Men det finns en "fysikvärld" som utövare är fångade i. Vanligtvis är det vardagliga saker som att samtala med kollegor och lära sig vad andra sysslar med; att höra om nya idéer, läsa journaler och beställa varor; planering och genomförande av nya projekt. Men då och då finns det en dramatisk och sensationell händelse som framkallar en särskilt intensiv och kraftfull känsla.

Massgrejen

Tillkännagivandet av upptäckten av Higgs-bosonen var en sådan händelse. Vilken avgörande bit av vilket extraordinärt pussel! Hundratals teoretiska delar var tvungna att samlas för att skapa arkitekturen för standardmodellen för partikelfysik, och decennier av utveckling inom accelerator- och detektorteknik krävdes. Standardmodellen var också tvungen att inkorporera alla de konstiga partiklar som först upptäcktes i kosmiska strålar och sedan ännu mer producerade i acceleratorer.

Den modellen krävde att teoretiker utvecklade otaliga system för att organisera dessa partiklar i familjer, med experimentalister som måste identifiera alla familjemedlemmar och deras egenskaper. Alla dessa krafter i och mellan partiklar måste konsolideras till en. Mätsymmetri och bruten symmetri måste uppfinnas. Då och då dyker det upp några djupa brister i den utvecklande arkitekturen – paritetsöverträdelse, avgift – paritetsöverträdelse – som måste lösas.

Men en bit som saknades från början var hur massfigurer i denna arkitektur. Uppfinningen av den nödvändiga idén i sig tog år och krävde många till synes orelaterade steg från till synes orelaterade områden.

Julian Schwinger upptäckte att försök att koppla samman de svaga och elektromagnetiska fälten hindrades av det faktum att elektriskt laddade bosoner inte är masslösa. Yoichiro Nambu fann att idén om dold symmetri var nyckeln till supraledning. Jeffrey Goldstone såg att brytandet av symmetrin skapar masslösa bosoner. Philip Anderson använde idéer från plasmafysik för att visa att det är möjligt att ha massiva gauge-bosoner, medan flera andra teoretiker visade att bosoner kan bli så genom att absorbera Goldstone-bosonen.

Peter Higgs arbete beskrev inte bara en sådan boson utan föreslog också sätt att identifiera den experimentellt. Alla dessa saker, och många andra bidrag, var tvungna att passa in den biten i standardmodellens ritning, vilket visade att dess ritning var sund. Och så kom den enorma tekniska och experimentella utmaningen att jaga bosonen – ett jobb som blev klart 2012 – nästan ett halvt sekel efter bosonens första beskrivning.

Den kritiska punkten

Peter Higgs var inte ensam om att uppleva känslor den dagen på CERN under tillkännagivandet av den partikeln. Det var inte en enda stämning i rummet förstås. Några firade upptäckten efter att ha bidragit till den, eller var stolta över upptäckten trots att de arbetade i ett annat område i eller utanför CERN. Andra kan ha varit bestörta över att ha sökt – men misslyckats – att bidra, eller över att ha fått sina bidrag okända. Dessa stämningar var alla närvarande och oskiljaktiga från en fysikers livsstil.

Det är bara det att Higgs var mer synlig – och en alert kameraoperatör fångade det på film.