13. desember skulle være en stor dag for fysikken. Ryktene hadde gått i dagevis om at forskerne ved CERN i Sveits nå kunne fortelle at man hadde funnet Higgs-partikkelen. Pressekonferansen ble sendt direkte på nettet og fulgt av fysikere verden over.

Og det var virkelig nye resultater, men kanskje ikke fullt så sikre, som gjorde at forskerne våget å si at Higgs var funnet. Det var blitt målt radioaktiv nedbrytning som kunne tyde på at Higgs hadde eksistert et kort øyeblikk, men det statistiske materialet var altfor lite til at man våget å snakke om en oppdagelse. Fortsatt er det en sannsynlighet på noe under 5 % for at målingene skyldtes en tilfeldighet. Før man kan snakke om en oppdagelse, må denne sannsynligheten ned på 0,0006 %, og det krever mange flere målinger enn vi har i dag. Disse målingene forventer CERN imidlertid å ha foretatt innen utgangen av 2012.

Det oppmuntrende er at målingene tyder på at Higgs har den forventede massen på rundt 140 ganger protonets masse.

Derfor er Higgs så viktig

Higgs er blitt det viktigste målet for fysikerne i disse årene, fordi den er den manglende brikken i det fysiske verdensbildet. Det er nemlig Higgs som sørger for at partikler har masse. Uten Higgs ville alle partikler vært masseløse og fare av sted med lysets hastighet i likhet med fotoner – og da ville ikke atomer, stjerner og planeter kunne dannes.

Det krever et gigantisk måleinstrument som ATLAS for å finne sporene etter Higgs-partikkelen. Kilde: CERN

På en måte hadde Newton det enklere da han for 300 år siden kom med tyngdeloven. Masse var bare noe som eksisterte og som ikke måtte forklares. Men så kom kvantemekanikken og ødela dette enkle bildet. Vi vet at kvantemekanikken fungerer, og tar den derfor veldig seriøst.

I kvantemekanikken kan man ikke bare innføre masse – alle partikler er så å si født masseløse. Ideen er nå at det finnes et felt, kalt Higgs-feltet, som nesten virker som en sirup partiklene må igjennom. Når de er koblet til Higgs-feltet, er det så mye motstand mot bevegelsen at de ikke bare kan fare av sted med lysets hastighet, men i stedet oppfører seg om partikler med masse.

Feltets to ansikter

Naturen er innrettet slik at vi ikke kan forstå den bare ved å bruke hverdagslige begreper. Vi skiller mellom masse og energi, men det gjør ikke naturen på helt samme måte. Normalt er Higgs-feltet usynlig, men under de rette forhold kan feltet vise seg i form av en veldig tung partikkel med en ultrakort levetid – den berømte Higgs-partikkelen.

Slik ser detektoren (blå) sammenstøtet. Partikler (gule) og fotoner (røde) farer til alle sider, og det er i dette virvaret fysikerne må finne sporene av Higgs. Kilde: CERN

De rette forholdene krever den 27 km store akseleratoren i CERN. Når CERN får protoner til å kollidere i hastigheter svært nær lysets, er det i kollisjonsøyeblikket så mye energi at Higgs-partikkelen kan vise seg fra det usynlige feltet, og vi i et ufattelig kort øyeblikk kan se feltet direkte. Det lever så kort at det er nedbrutt før det rekker å forlate den store akseleratoren i CERN, slik at det man leter etter er sporene etter Higgs. Ikke så rart at det er et søk som kan være tidkrevende.

Derfor veier vi noe

Det er ikke Higgs-partikler inne i oss når vi går på vekten for å veien oss selv. Men Higgs-feltet er der, og koblingen til feltet gir masse til alle atomene våre. Det er sikkert mange som etter en julelunsj skulle ønske at atomene våre var koblet til litt mindre av feltet slik at vekten kunne reduseres.

Dessverre er ikke dette tilfellet, men det hindrer oss ikke å ønske alle leserne våre en god jul. Vi kommer tilbake like etter nyttår.