Ο Peter Higgs, ο ντροπαλός, κάπως απομονωμένος φυσικός που κέρδισε το βραβείο Νόμπελ για τη θεωρητική του εργασία σχετικά με το πώς το μποζόνιο Higgs δίνει στα στοιχειώδη σωματίδια τη μάζα τους, πέθανε σε ηλικία 94 ετών. Σύμφωνα με ανακοίνωση του Πανεπιστημίου του Εδιμβούργου, ο φυσικός απεβίωσε “ειρηνικά στο σπίτι του τη Δευτέρα 8 Απριλίου μετά από σύντομη ασθένεια”.
“Εκτός από την εξαιρετική συμβολή του στη σωματιδιακή φυσική, ο Πίτερ ήταν ένας πολύ ιδιαίτερος άνθρωπος, ένας άνθρωπος σπάνιας σεμνότητας, ένας σπουδαίος δάσκαλος και κάποιος που εξηγούσε τη φυσική με έναν πολύ απλό και βαθύ τρόπο“, δήλωσε στον Guardian η Fabiola Gianotti, γενική διευθύντρια του CERN και πρώην επικεφαλής ενός από τα πειράματα που συνέβαλαν στην ανακάλυψη του σωματιδίου Higgs το 2012. “Ένα σημαντικό κομμάτι της ιστορίας και των επιτευγμάτων του CERN συνδέεται με αυτόν. Είμαι πολύ λυπημένη και θα μου λείψει πολύ“.
Το μποζόνιο Higgs είναι μια εκδήλωση του πεδίου Higgs, μιας αόρατης οντότητας που διαπερνά το Σύμπαν. Οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ του πεδίου Higgs και των σωματιδίων βοηθούν στην παροχή μάζας στα σωματίδια, με τα σωματίδια που αλληλεπιδρούν πιο έντονα να έχουν μεγαλύτερες μάζες. Το Καθιερωμένο Πρότυπο της Σωματιδιακής Φυσικής περιγράφει τα θεμελιώδη σωματίδια που αποτελούν όλη την ύλη, όπως τα κουάρκ και τα ηλεκτρόνια, καθώς και τα σωματίδια που μεσολαβούν στις αλληλεπιδράσεις τους μέσω δυνάμεων όπως ο ηλεκτρομαγνητισμός και η ασθενής δύναμη. Πίσω στη δεκαετία του 1960, οι θεωρητικοί επέκτειναν το μοντέλο για να ενσωματώσουν αυτό που έγινε γνωστό ως μηχανισμός Higgs, ο οποίος παρέχει σε πολλά από τα σωματίδια μάζα. Μια συνέπεια της εκδοχής του Καθιερωμένου Προτύπου για το μποζόνιο Higgs είναι ότι θα πρέπει να υπάρχει ένα σωματίδιο που μεταφέρει δυνάμεις, το οποίο ονομάζεται μποζόνιο, και συνδέεται με το πεδίο Higgs.
Παρά τον κεντρικό του ρόλο στη λειτουργία του Σύμπαντος, ο δρόμος προς την πρόβλεψη της ύπαρξης του μποζονίου Higgs ήταν ανώμαλος, όπως και η διαδικασία ανακάλυψής του. Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, η ιδέα του μποζονίου Higgs ήταν συνέπεια των μελετών για την ασθενή δύναμη, η οποία ελέγχει τη διάσπαση των ραδιενεργών στοιχείων. Η ασθενής δύναμη λειτουργεί μόνο σε πολύ μικρές αποστάσεις, γεγονός που υποδηλώνει ότι τα σωματίδια που τη διαμεσολαβούν (τα μποζόνια W και Z) είναι πιθανό να είναι ογκώδη. Ενώ ήταν δυνατό να χρησιμοποιηθούν τα υπάρχοντα μοντέλα της φυσικής για να εξηγηθούν ορισμένες από τις ιδιότητές τους, οι προβλέψεις αυτές είχαν ένα δυσάρεστο χαρακτηριστικό: όπως ακριβώς και ένα άλλο σωματίδιο που μεταφέρει τη δύναμη, το φωτόνιο, τα προκύπτοντα μποζόνια W και Z ήταν χωρίς μάζα.
Με την πάροδο του χρόνου, οι θεωρητικοί κατάφεραν να δημιουργήσουν μοντέλα που συμπεριλάμβαναν μαζικά μποζόνια W και Z, αλλά πάντα είχαν ένα εμπόδιο: έναν άμαζο σύντροφο, ο οποίος θα συνεπαγόταν μια δύναμη μεγαλύτερης εμβέλειας. Το 1964, ωστόσο, δημοσιεύτηκε μια σειρά από εργασίες με ταχεία διαδοχή που περιέγραφαν έναν τρόπο να απαλλαγούμε από αυτό το προβληματικό σωματίδιο. Αν μια συγκεκριμένη συμμετρία στα μοντέλα έσπαγε, ο άμαζας εταίρος θα εξαφανιζόταν, αφήνοντας μόνο ένα ογκώδες σωματίδιο.
Η πρώτη από αυτές τις εργασίες, των François Englert και Robert Brout, πρότεινε το νέο μοντέλο με όρους της κβαντικής θεωρίας πεδίου (η δεύτερη του Higgs σε ηλικία 35 ετών), σημείωνε ότι ένα μόνο κβάντο του πεδίου θα ήταν ανιχνεύσιμο ως σωματίδιο. Μια τρίτη εργασία, από τους Gerald Guralnik, Carl Richard Hagen και Tom Kibble, παρείχε μια ανεξάρτητη επικύρωση της γενικής προσέγγισης, όπως και μια εντελώς ανεξάρτητη εξαγωγή από φοιτητές στη Σοβιετική Ένωση.
Εκείνη την εποχή, “φάνηκε να υπάρχει ενθουσιασμός και ανησυχία για την κβαντική θεωρία πεδίου (τη βασική δομή της σωματιδιακής φυσικής) τότε, με κάποιους ανθρώπους να αρχίζουν να την εγκαταλείπουν“, δήλωσε ο David Kaplan, φυσικός στο Πανεπιστήμιο Johns Hopkins. “Υπήρχαν νέα σωματίδια που παράγονταν τακτικά σε πειράματα επιταχυντών χωρίς καμία πραγματική θεωρητική δομή για να τα εξηγήσει. Τα σωματίδια με σπιν-1 μπορούσαν να καταγραφούν άνετα (το φωτόνιο έχει σπιν-1) εφόσον δεν είχαν μάζα, αλλά οι μαζικές εκδοχές προκαλούσαν σύγχυση στους ανθρώπους εκείνη την εποχή. Μια ομάδα ανθρώπων, συμπεριλαμβανομένου του Higgs, βρήκαν αυτό το τέχνασμα της κβαντικής θεωρίας πεδίου για να δώσουν στα σωματίδια σπιν-1 μάζα με συνεπή τρόπο. Αυτά τα μικρά τεχνάσματα μπορεί να αποδειχθούν πολύ χρήσιμα, αλλά και να δώσουν το τοπίο του τι είναι δυνατό“.
Κατά ειρωνεία της τύχης, η θεμελιώδης εργασία του Higgs απορρίφθηκε από το ευρωπαϊκό περιοδικό Physics Letters. Στη συνέχεια πρόσθεσε μερικές κρίσιμες παραγράφους σημειώνοντας ότι το μοντέλο του προέβλεπε επίσης την ύπαρξη αυτού που σήμερα γνωρίζουμε ως μποζόνιο Higgs. Υπέβαλε την αναθεωρημένη εργασία στο Physical Review Letters στις ΗΠΑ, όπου έγινε δεκτή. Το 1966 εξέτασε τις ιδιότητες του μποζονίου με περισσότερες λεπτομέρειες σε μια επόμενη δημοσίευση.
Ο Higgs παραδέχθηκε αργότερα ότι αρχικά δεν είχε συνειδητοποιήσει πόσο σημαντική θα αποδεικνυόταν η θεωρία του. “Δεν ήταν ξεκάθαρο τότε πώς θα εφαρμοζόταν στη σωματιδιακή φυσική, και όσοι από εμάς κάναμε τη δουλειά το ’64 ψάχναμε στο λάθος μέρος για την εφαρμογή”, είπε. Και δεν ήταν ο μόνος. “Κανείς άλλος δεν έπαιρνε στα σοβαρά αυτό που έκανα, οπότε κανείς δεν ήθελε να συνεργαστεί μαζί μου. Με θεωρούσαν λίγο εκκεντρικό και ίσως ιδιόρρυθμο“. Ο Higgs δημοσίευσε μόνο μερικές εργασίες μετά από αυτές τις πρώτες συνεισφορές και δήλωσε στην εφημερίδα The Guardian το 2013 ότι στις μέρες μας, μάλλον δεν θα θεωρούνταν αρκετά παραγωγικός για να δικαιολογήσει μια πανεπιστημιακή θέση καθηγητή.
Ευτυχώς, άλλοι φυσικοί μπόρεσαν να βασιστούν στο πρώιμο έργο του Higgs. Μέχρι το 1967, ο Steve Weinberg είχε επεκτείνει τον μηχανισμό Higgs για να υπολογίσει τη μάζα των ηλεκτρονίων και των βαρύτερων λεπτονίων, και το 1971, οι Gerard ‘t Hooft και Martinus Veltman βρήκαν πώς να απαλλαγούν από μερικές ενοχλητικές απειροστές σε ορισμένες από τις εξισώσεις. Μέχρι το 1983, οι μάζες των μποζονίων W και Z είχαν προσδιοριστεί, παρέχοντας μια πειραματική επικύρωση ορισμένων από τις προβλέψεις των θεωρητικών.
Χρειάστηκε η κατασκευή του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων στο CERN για να ανιχνευθεί πειραματικά η ασύλληπτη ένδειξη του μποζονίου Higgs. Στις 4 Ιουλίου 2012, το CERN διοργάνωσε δύο σεμινάρια, τα οποία μεταδόθηκαν ζωντανά σε όλο τον κόσμο, ανακοινώνοντας την πολυαναμενόμενη ανακάλυψη του μποζονίου Higgs με βάση δεδομένα από δύο διαφορετικά αλλά συμπληρωματικά πειράματα (ATLAS και CMS), το τελευταίο κομμάτι του παζλ του Καθιερωμένου Προτύπου. Ο Higgs, τότε 83 ετών και συνταξιούχος, βρισκόταν στο CERN όταν ανακοινώθηκε η ανακάλυψη, σε μεγάλο βαθμό χάρη στον φυσικό του CERN John Ellis, ο οποίος άφησε στον Higgs ένα τηλεφωνικό μήνυμα: “Πείτε στον Peter ότι αν δεν έρθει στο CERN την Τετάρτη, πολύ πιθανόν να το μετανιώσει“.
Οι συγκεντρωμένοι επιστήμονες χειροκρότησαν όρθιοι όταν τελείωσαν οι ομιλίες και ένας εμφανώς συγκινημένος Higgs έβγαλε ένα μαντήλι και σκούπισε ένα δάκρυ. “Κατά τη διάρκεια των ομιλιών, εξακολουθούσα να απομακρύνομαι από όλα αυτά, αλλά όταν τελείωσε το σεμινάριο, ήταν σαν να ήμουν σε ποδοσφαιρικό αγώνα όταν η γηπεδούχος ομάδα είχε κερδίσει“, θυμήθηκε αργότερα ο Higgs. “Ήταν σαν να με χτύπησε ένα κύμα“. Αλλά δεν έμεινε για το afterparty, προτιμώντας να το γιορτάσει στην πτήση της επιστροφής με ένα κουτάκι μπύρας London Pride.
Ο Higgs έλαβε την πρώτη του υποψηφιότητα για το βραβείο Νόμπελ Φυσικής το 1980. Η πιθανότητα να το κερδίσει μια μέρα ήταν ο κύριος λόγος, όπως ισχυρίστηκε, που δεν τον απέλυσε το Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου. Αυτή η μέρα έφτασε το 2013, όταν ο Higgs μοιράστηκε το βραβείο Νόμπελ με τον Englert “για τη θεωρητική ανακάλυψη ενός μηχανισμού που συμβάλλει στην κατανόηση της προέλευσης της μάζας των υποατομικών σωματιδίων….”.
Επειδή δεν του άρεσε η φασαρία, σχεδίαζε να φύγει από την πόλη για τα West Highlands, αλλά η μπαταρία του αυτοκινήτου του ήταν άδεια. Αντ’ αυτού πήγε για φαγητό στο Leith, και όταν ένας γείτονας τον είδε και του μετέφερε τα νέα για το βραβείο του, προσποιήθηκε αστειευόμενος άγνοια και είπε: “Ποιο βραβείο;“. Ο Higgs απέρριψε την πρόταση για τον τίτλο του ιππότη το 1999, αλλά η βασίλισσα Ελισάβετ Β’ τον διόρισε στο Τάγμα του Συντρόφου της Τιμής το 2013.
“Παρόλο που δεν το απολάμβανε ιδιαίτερα, ένιωθε την ευθύνη να χρησιμοποιήσει το δημόσιο προφίλ που του προσέφεραν τα επιτεύγματά του για το καλό της επιστήμης, και το έκανε πολλές φορές“, δήλωσε στον Guardian ο φυσικός του University College του Λονδίνου Jon Butterworth, μέλος του πειράματος ATLAS, αποκαλώντας τον Peter Higgs. “έναν ήρωα για την κοινότητα της σωματιδιακής φυσικής. Το σωματίδιο που φέρει το όνομά του είναι ίσως το πιο εντυπωσιακό παράδειγμα του πώς φαινομενικά αφηρημένες μαθηματικές ιδέες μπορούν να κάνουν προβλέψεις που αποδεικνύεται ότι έχουν τεράστιες φυσικές συνέπειες“.
Ο Higgs αφήνει πίσω του δύο γιους, τον Chris και τον Jonny, τη νύφη Suzanne και δύο εγγόνια. Η σύζυγός του, Jody, από την οποία είχε χωρίσει, πέθανε το 2008.
[via]
