Higgsov bozon, kljub posameznim pomislekom

Fizikalni dosežki v letu 2012 - Kaj sta pokazali lestvici revij Physics World in in Science

Objavljeno
30. januar 2013 16.19
Janez Strnad, Znanost
Janez Strnad, Znanost

Angleška fizikalna strokovna revija Physics World ima navado, da konec leta z anketo med bralci izbere deset najodmevnejših dosežkov v fiziki v preteklem letu. Take lestvice so zanimive, čeprav imajo vse pomanjkljivosti anket.  

Lestvico Physic World so sestavili v obliki nagrad za »preboj leta« in podelili so jih:

(1). skupinama ATLAS in CMS ob velikem hadronskem trkalniku v Cernu za skupno odkritje delca, podobnega Higgsovemu bozonu;

(2.) Leu Kouwenhouvnu in sodelavcem na tehnoloških univerzah v Delftu in Eindhovnu, ker so zasledili prvo podporo za zmuzljivi Majoranov fermion v trdni snovi;

(3.) skupini BaBar, ki je prva neposredno opazovala prekršitev invariantnosti pri časovnem obratu z merjenjem sprememb kvantnih stanj nevtralnih mezonov B;

(4.) Nicku Handu na kalifornijski univerzi v Berkeleyju, sodelavcem ob atacamskem kozmološkem teleskopu (ACT) in spektroskopskem pregledu barionskih oscilacij (BOSS), ker so prvi zaznali gibanje jat galaksij v velikem merilu;

(5.) Allardu Mosku in sodelavcem inštituta Mesa+ na univerzi Twente, ker so razvili novo tehniko, s katero je mogoče opazovati fluorescenten predmet za neprozorno oviro;

(6.) Marku Oxborrowu z državnega fizikalnega laboratorija in Jonathanu Breezu in Neilu Alfordu z Imperialnega kolidža v Londonu, ker so izdelali prvi maser – iz p-terfenila z malenkostnim dodatkom pentacena, ki ojačuje mikrovalove – ki ga ni treba hladiti;

(7.) Antoinu Bérutu, Artaku Arakeliyanu, Artjomu Petrosyanu in Sergiu Cilibertu z Višje šole v Lyonu, Ericu Lutzu z univerze v Augsburgu in Raoulu Dillenschneiderju z univerze v Kaiserslauternu, ker so prvi izmerili zelo majhno toploto, ki se sprosti, ko izbrišejo bit informacij;

(8.) Antonu Zeilingerju, Robertu Fickerju in sodelavcem z univerze na Dunaju, ker so naredili načrt za novo tehniko, s katero so prepletli fotone z uporabo njihove obhodne vrtilne količine;

(9.) skupini fizikov pri poskusu MINERVA v Državnem pospeševalniškem laboratoriju, inženirjem z univerze Severne Karoline in raziskovalnemu središču Glenn, ki ga vodi Daniel Stancil z univerze Severne Karoline, ker so prvi pokazali, kako se prenašajo informacije z nevtrini;

(10.) Zhongu Linu Wangu in sodelavcem s Tehnološkega inštituta zvezne države Georgie, ker so sestavili nov sistem, ki kinetično energijo spremeni neposredno v kemijsko energijo.

Še enkrat Higgsov bozon

Ameriška revija Science (naravoslovje) zajame širše območje kot Physics World. To se pozna tudi pri njenem seznamu desetih prebojev leta. Prvi trije sodijo v fiziko: Higgsov bozon, merjenje kitajskih fizikov o nevtrinskih oscilacijah in Majoranovi kvazidelci v trdni snovi. Trije drugi sodijo v biologijo: nastanek jajčec iz izvornih celic, ugotovitev, da so imeli neandertalci, človečnjaki iz Denisove jame v Sibiriji in sodobni ljudje pred milijonom let skupnega prednika, in močno izpopolnjen seznam regulacije človeških genov. Trije naslednji sodijo v tehniko: neposredni vpliv možganov na stroj, talens kot orodje za gensko inženirstvo in določitev zgradbe beljakovin z rentgenskim laserjem. Deseti preboj je pristanek in delovanje plovila Radovednost na Marsu, pri katerem se tehnika stika s fiziko.

Po objavi se je na spletu razvila živahna razprava. Posamezniki so menili, da je navdušenje nad domnevnim Higgsovim bozonom prezgodnje. Pri različnih vrstah razpada naj bi se kazala različna masa bozona, razpadov, pri katerih nastaneta dva fotona gama, naj bi bilo preveč, in še ni jasno, ali je spin delca 0 ali 2. Mimogrede: lanskega 17. decembra so v velikem hadronskem trkalniku začeli trkati protoni s svinčevimi ioni in 11. februarja ga bodo za dve leti zaustavili. V tem času ga bodo obnovili. Predvsem bodo pregledali tisoč stikov med polprevodnimi vodniki. Leta 2015 naj bi trkalnik dosegel energijo dvakrat 6,5 teraelektronvolta, kar je skoraj načrtovana energija dvakrat 7 teraelektronvoltov. V tem času bosta raziskovalni skupini ATLAS in CMS obdelovali množico doslej zbranih podatkov.

Milnerjeve nagrade

Pred kratkim so podelili nove nagrade za fiziko. Denar je prispeval Juri Milner, ki je študiral teoretično fiziko v Sankt Peterburgu in si po opuščenem študiju v ZDA pridobil ogromno premoženje z internetnimi delnicami (Facebook, Groupon ...). Nagrade je podelila Ustanova za fundamentalne fizikalne nagrade. V odboru je bil poleg Milnerja Steven Weinberg, čeprav naj bi nagrade dodelil Milner sam. Podelil je devet fundamentalnih fizikalnih nagrad po tri milijone dolarjev. Nagrajeni so bili Nima Arkani-Hamed, Juan Maldacena, Nathan Seiberg, Edward Witten, Alan Guth, Alexei Kitaev, Maxim Kontsevich, Andrei Linde in Ashoke Sen. Prvi »štirje se na Inštitutu za višje študije v Princetonu ukvarjajo s teorijo strun, Guth z massachusettskega tehniškega inštituta MIT si je zamislil inflacijo vesolja in Linde z univerze Stanford je zamisel izpopolnil. Kitaev dela na Kalifornijskem tehnološkem inštitutu Caltech na kvantnih računalnikih, Kontsevich je matematik na Inštitutu za višje znanstvene študije v bližini Pariza in se ukvarja s teorijo strun, kar dela tudi Sen z raziskovalnega inštituta Harish-Chandra v Indiji.

Milner je izjavil, da je želel nagraditi napredek v spoznavanju najglobljih skrivnosti v fiziki vesolja: »Prizadevanje, da bi z razumom zajeli vesolje, nas v resnici opredeljuje kot človeška bitja.« Pri tem ni podrobneje izdal, po kakšnih merilih je izbiral nagrajence. Drugače kot pri Nobelovi nagradi lahko podelijo fundamentalno fizikalno nagrado tudi raziskovalcem, katerih zamisli še niso preizkusili z izidi pri poskusih. Tako so bili nagrajeni fiziki in matematiki, ki se ukvarjajo s teorijo strun ali teorijo M. Ta zelo zapletena in obsežna teorija v nekaj desetletjih še ni pripeljala do napovedi, ki bi jo bilo mogoče preizkusiti z merjenji.

Nagrado v enakem znesku si je razdelila sedmerica fizikov iz raziskovalnih skupin ATLAS in CMS. Lyn Evans je sodeloval pri načrtovanju velikega hadronskega trkalnika (LHC), Fabiola Gianotti in Peter Jeni sta člana skupine ATLAS, Joseph Incandela, Michel della Negra, Guido Tonelli in Tejinder Singh Verdee pa člani skupine CMS. Drugo nagrado v enakem znesku je dobil Stephen Hawking, ki je znan po svojih vesoljskih teorijah.

Nekatere z nagradami povezane zadeve niso jasne. Na spletu se pojavljajo pripombe, da velja to tudi za izvor Milnerjevega premoženja. Sam Milner je povedal, da je to šele začetek, in kot kaže, naj bi podobne nagrade podelili vsako leto. Prvih devet nagrajencev je privolilo v to, da bodo delovali v odboru za prihodnje nagrade. V prihodnje naj bi bilo mogoče nagrado razdeliti med več raziskovalcev, raziskovalec bi bil lahko nagrajen tudi večkrat, poleg tega naj bi delili še manjše nagrade.

Na spletu je mogoče prebrati izjave nekaterih presenečenih nagrajencev. Stephen Hawking je zapisal: »Nagrade, kot je ta, imajo pomembno vlogo, da javnost spozna dosežke v fiziki,« in dodal, »da nihče v fiziki ne raziskuje zato, da bi bil nagrajen.« Podobne misli so obhajale tudi druge nagrajence. Alan Guth je omenil, kakšno presenečenje je doživel, ko je na svojem računu zagledal 3.000.200 dolarjev, namesto zgolj pričakovanih 200 dolarjev.

Prof. dr. Janez Strnad Fakulteta za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani