Naturvetenskaplig grundforskning fungerar ofta som ett hinder-stafettlopp över decennier eller mer: någon ställer en hypotes det ännu inte finns teknik för att pröva – ofta utifrån ren matematik.
Flera andra hakar på men kommer med tillägg. Till sist skapas tekniken som kan undersöka frågan, som nu CERN-cyklotronen med sin LHC, Large Hadron Collider. Man söker nu bevisen för det ursprungliga påståendet men hittar då ytterligare frågor osv osv. Ett förvirrat hinderlopp med harar som hoppar av men betydligt fler som kommer till, särskilt framåt upploppet. Efter mållinjen fortsätter loppet men in under ståplatsläktaren och förvandlas till ett fullängds maraton.
Isåfall är Peter Higgs och Francois Englert, årets nobelpristagare i fysik, några som nästan brände ut sig vid starten, i detta fall 1964. Sedan dess har de joggande fortsatt loppet, ”bevakat sin fråga” men egentligen inte kommit med något nytt. Och de är bara två i en mycket lång startlinje. Det de säger är i linje med den atomteori som härskat sedan Demokritos, nästan: atomen består av kärna där all tyngd ligger och skal av nästan tyngdlösa elektroner vars totala negativa laddning neutraliserar kärnans positiva, annars är det ingen atom utan en jon. (Exakt så genom Rutherford 1919). Det där vi alla läste i skolkemin. Men där tar likheterna slut.
Mellankommande stafettlöpare har med långsamt ökande bevisning f f a kommit dragande med en oerhört mer komplex bild av kärnan: protonen består av två uppkvarkar och en nedkvark, neutronen av en uppkvark och två nedkvarkar Dessa binds till varandra genom den starka kärnkraften med åtta gummiband (kraftlösa på näravstånd, utvecklar plötsligt kraft på större avstånd) som kallas gluoner. Gluonerna står för 99% av kärnans massa. Dessutom har med tiden hittats en mängd nya partiklar med ursprung i kärnan: tunga hadroner som baryoner och mesoner, lätta leptoner osv. Ibland har forskarna själva suckat och i en berömd nobelföreläsning sagt: ”den som kommer med en ny elementarpartikel bör inte få nobelpris utan tvingas betala böter”.
Så kommer då Peter Higgs och flera andra ungefär samtidigt. De har genom matematiska beräkningar kommit fram till att atomkärnan ”i sig” är masslös. Massan ”uppstår” genom växelverkan då atomen förs genom ett fält av partiklar som finns som en dimma i tomrummet i hela universum och som kallas Higgsfältet. Inga som helst bevis fanns för detta fram till sommaren 2012. Då hade forskarna vid CERN lyckats höja kollisionshastigheten i sin enorma cyklotron så att ett påvisande av fältets avgörande partikel Higgspartikeln skulle vara möjligt. De kolliderade 15 biljoner protoner och hittade något dussin partiklar med massan = energin (jämför Einsteins relativitetsteori) 125 GeV !
Higgspartiklarna bildar ett sammanhållande gummi arabicum genom hela universum som ger upphov till gravitationen och därmed skapar all materia, skapar planeterna, naturen, alla föremål och varelser, ja även tiden ! Tänk bort Higgsfältet och allt, bokstavligen allt försvinner när gravitationen upphävs.
Jim Baggotts populärvetenskapliga bok Higgspartikeln är inte precis lättläst i alla sina detaljer om detta, men jag fann att om man struntar i varje enskild term första gången den dyker upp så sker en repetition av verkligt avgörande begrepp som begripliggör. Dessutom finns en mycket fullständig ordförklaringslista. Så läst – lite nonchalant – är den spännande som en deckare.
Jim Baggott
Higgspartikeln
Fri tanke förlag 2013