Faţă de acum un an de zile, s-a redus considerabil „teritoriul” unde se poate ascunde bosonul Higgs, cea mai căutată particulă elementară. Particula Higgs este singura particulă prezisă de modelul matematic care descrie Universul la cea mai mică scară şi care nu a fost încă nici confirmată, nici infirmată de experimente.
Dacă experimentele de la acceleratoarele Tevatron din SUA şi Large Hadron Collider (LHC) din Europa vor confirma că particula Higgs există, va însemna că înţelegem de ce particulele elementare au masă. Dacă însă experimentele vor arăta sigur că particula Higgs nu există, fizica particulelor va intra într-o revoluție, căci atunci ar însemna că neapărat ar trebui să existe o teorie nouă, dincolo de teoria actuală, care să explice în alt mod originea masei particulelor elementare.
Originea masei este marele mister al fizicii particulelor elementare. Căci dacă aceste particulele nu ar avea masă, pur şi simplu noi nu am exista. De ce oare? Să privim particula elementară care corespunde forţei electromagnetice, anume fotonul. Fotonii nu au masă, adică au o masă egală cu zero. De aceea, ei zboară mereu cu viteza luminii, viteza maximă permisă pentru materie. Dacă particulele elementare de materie, precum electronii sau cuarcii, din care sunt formaţi protonii şi neutronii, nu ar avea masă, atunci şi ele ar zbura prin Univers, în toate direcţiile, cu viteza luminii şi nu ar putea sta în grupuri mai mari pentru a forma particule compuse precum protonii, neutronii sau atomii. Fără atomi, nu ar exista galaxii, stele, planete şi nici noi.
Cea mai simplă şi elegantă modalitate teoretică pentru a explica originea masei particulelor a fost introdusă în 1964 de un fizician scoţian, pe numele de Peter Higgs. Există mai multe explicaţii pentru originea masei apărute între timp, dar toate sunt mai complexe şi sunt date de teorii diferite decât teoria actuală, care poartă numele de Modelul Standard şi integrează în mod natural bosonul Higgs. Această particulă este caracterizată doar de masa sa, în rest comportându-se ca vidul, adică neavând sarcină electrică sau magnetism. Dar teoria Modelului Standard nu prezice ce masă ar avea bosonul Higgs. De aceea există în principiu o infinitate de valori pentru masa sa.
Ei bine, deşi bosonul Higgs nu a fost încă observat, fizicienii au reuşit ca de-a lungul ultimei jumătăți de secol să elimine tot mai multe va-lori posibile ale masei bosonului Higgs, reducând în mod continuu „teritoriul” în care acesta se poate afla. Astfel, anul trecut, masa bosonului Higgs se putea afla în intervalul 123 – 199 ori masa celui mai uşor atom, masa atomului de hidrogen. Pe 22 august, la conferinţa internaţională de fizica particulelor din India, experimentele ATLAS şi CMS de la acceleratorul LHC din Europa au anunţat că au eliminat partea superioară a acestui interval. În prezent, bosonul Higgs, dacă există, se poate afla doar în intervalul 123 – 156 ori masa hidrogenului.
Merită notat că bosonul Higgs este o particulă elementară, adică nu mai este formată din nicio altă particulă, dar, dacă există, este la fel de masiv ca un atom masiv, format din peste o sută de protoni şi neutroni, care la rândul lor sunt fiecare formaţi din către trei particule elementare denumite cuarci. Ca exemple de atomi cu masa în intervalul încă permis pentru bosonul Higgs enumerăm iodul, xenonul, cesiul, bariul, lantanul.
Căutările pentru bosonul Higgs continuă la acceleratorul Tevatron din SUA şi LHC din Europa. Este estimat că la anul pe vremea aceasta vom avea răspunsul definitiv la marea întrebare din fizica particulelor, adică dacă există sau nu bosonul Higgs.
