A HIGGS-BOZON FELFEDEZÉSÉRŐL

(Itt, a RKKK közéleti rovatában nemcsak mindennapi közéleti kérdésekkel akarunk foglalkozni, de olyanokkal is, melyek csak tágabb kölcsönhatásban állnak mindennapi gondolkodásunkkal. Szükséges, hogy a keresztyén ember tájékozott legyen. Így jobban felkészült olyan – nem bibliai vonatkozású – kérdések megválaszolására is, melyek másoknak nagyon fontosak, akár saját-sajátos isten-képük (így “i”vel!)kialakításában is. A genfi, hatalmas költséggel létrehozott legújabb részecskegyorsító új eredményeire sokan úgy tekintenek, mint amelyek jelentősen megváltoztathatják az emberek világképét, esetleg kiveszik a talajt a transzcendenciát elfogadó, n.b. Isten-hívő emberek alól. Nos, mi is nagy érdeklődéssel várjuk az emberi gondolkodás rendezettségét javító újabb fizikai felfedezéseket, de ideológiai szempontból nem tartjuk azokat veszélyesnek. Mint ahogyan a kerékpár feltalálása sem gyakorolt mérhető hatást a hivő emberek Isten-hitére, istenfélő gyakorlatára. Az alábbi nemcsak mesterien de közérthetően is megszövegezett, tömör cikk, melyet Végh László atomfizikus-presbiter kérésünkre készített el, egy átlagos műveltségű polgár számára érzékelteti, mi is lehet az a Higgs-bozon, melynek felfedezése iránt a tudós világ oly nagy érdeklődést tanúsított. [dNS])

 

Valamennyi, a Mindenségben található test felépítése végső soron néhány alapvető,

szerkezet nélküli, pontszerűnek tekinthető elemi részecskére és a közöttük fellépő,  alapvetőnek tekintett kölcsönhatásokra vezethető vissza. Az atom  felépítéséhez  csupán három elemi rész szükséges, ezek az elektron valamint  a protont és neutront  felépítő kétféle kvark, az u és a d kvark. Az elektron a leptonnak nevezett elemi részek közé tartozik, rajta kívül még ötféle leptont ismerünk. Akár a leptonokból, a kvarkokból is hatféle létezik.  Az elemi részecskék között négy alapvető kölcsönhatás léphet fel, ezek a tömegvonzás, az elektromágneses, valamint az atommagok méreteinek világában fellépő erős és gyenge kölcsönhatás.
A HIGGS-BOZON FELFEDEZÉSÉRŐL

Elemi rész a kvarkokon és leptonokon kívül még a foton és néhány, hozzá hasonló, ám tömeggel is rendelkező részecske. Ezek az alapvető kölcsönhatásokhoz kötődnek.  Erők, erőterek  segítségével írjuk le a kölcsönhatásokat, legalább is az

érzékelhető méretekben. Például az elektromosan töltött részecskék közötti erőket elektromos térrel írjuk le. Hasonlóképpen beszélhetünk a mágneses és a  gravitációs tér létezéséről. Ám ha a kölcsönható részecskék csak nagyon rövid ideig lehetnek egymás közvetlen közelében, mert nagyon gyorsan mozognak egymáshoz képest, akkor a kölcsönhatás térrel való tárgyalása nem kielégítő, például   két  igen gyors elektron között a kölcsönhatást fotonok cseréje közvetíti. Ha  nagyon sok foton cserélődhet, akkor az megfelel az elektromágneses térrel való leírásnak.  Ahogyan az elektromágneses kölcsönhatás leírása az elektromágneses téren és a fotonokon alapul, a többi alapvető kölcsönhatásnál is részecske rendelhető a nekik megfelelő térhez.

 

Az elemi részecskék és az alapvető kölcsönhatások egységes elmélet keretében

tárgyalhatók, ez az ún. standard modell. Ha a kölcsönható elemi részek igen nagy

energiájúak, a kölcsönhatások kezdenek hasonlókká válni. Ilyen módon egyesíthető

az elektromágneses és gyenge kölcsönhatás.  Egyesítésükhöz az elméleti fizikusok

az ún.  Higgs-terek és nekik megfelelő részecskék létét tételezik fel, ezeket

Higgs-részecskéknek nevezik. A Higgs-terekhez hasonló a mindennapi életben is

létezik. Nézzük az elektrosztatikus teret, a tér potenciálját. Az  elektromosság

akkor vehető észre, ha  potenciálkülönbségek vannak. Ha az egész világegyetem 220

voltos potenciálon lenne, senki sem venné észre létezését. Hasonló  okoknál fogva módon nem vesszük észre a Higgs-tereket sem, sőt ezeket  nehezebb  észre venni, mint az elektromos potenciált, mert tulajdonságai az üresnek tekintett  tér tulajdonságainak feleltethetők meg. Annak az üres térnek, amelyben az elektron

és a többi tömeggel rendelkező részecske létezik. Betöltik a Mindenséget a Higgs-terek,  mindenhol jelen vannak  és befolyásolják az elemi részek tulajdonságait.

 

Olyanféle a Higgs-tér a részecskék számára, mint halaknak a víz. Képzeljük el,

megfigyelhető a  halak mozgása (a részecskék tulajdonságai), de nem látható,

miben mozog a hal, mert senki sem látja a vizet. Csak azt észleljük, hogy egyik hal gyorsabb, mint  a másik. Bár a tudós nem tudja, mi  a víz, semmi nem látszik

belőle, de biztos abban, hogy  víznek  léteznie kell, különben nem tudná

megmagyarázni, miként  mozoghatnak a halak. Bizonyítékul a víz mozdulásának,

fodrozódásának az észlelése  szolgálhatna. Így szükséges az elemi részecskék,

mint az elektron  tulajdonságainak értelmezéséhez a Higgs-terek létének

feltételezése. "Fodrozódásukat", hasonlóan, mint az elektromágneses térnél a

foton, a Higgs-tereknél a tömeggel rendelkező Higgs  részecske felbukkanása

jelzi. A Higgs-részecske felfedezése az elektromágneses és gyenge kölcsönhatás

egyesítéséhez szükséges Higgs-terek létét bizonyítja. Rávilágít arra, hogy

az  általunk eddig üresnek gondolt  tér nem üres, vannak tulajdonságai.   

 

A Higgs-részecskének  háromféle változata van, pozitív, negatív és semleges

elektromos töltésű lehet. Felfedezésüket a CERN LHC (Large Hadron Collider)

gyorsítónál 2012 nyarán jelentették be. A Higgs-részecske tömege a proton

tömegének közel 133-szorosa.  Az elektron és más leptonok, a kvarkok és  valamennyi más elemi részecske  tömege a  Higgs-terekkel  való kölcsönhatásból

származtatható. Azért nincs a fotonnak tömege, mert nincs ilyen kölcsönhatása.

Felteszik, hogy a világegyetem fejlődésének legelején valamennyi részecske tömeg

nélküli volt. A tömeggel rendelkező részecskék a világegyetem  kialakulásának  igen kezdeti szakaszában, a Higgs-terekkel kölcsönhatva nyertek tömeget.

 

                                  Dr.  Végh László