Hvaš er Higgs-bóseind?

- og hvers vegna er hśn stundum kölluš Gušseindin (God particle)?

Higgs-bóseindin er ein af žeim öreindum sem mynda hiš vištekna lķkan öreindafręšinnar (e. the standard model), rétt eins og ljóseindir, rafeindir og kvarkar. Ólķkt rafeindum og kvörkum hefur Higgs-bóseindin žó aldrei sést ķ tilraunum og žvķ er strangt til tekiš ekki vķst aš hśn sé til!


Öllum öreindum mį skipta ķ tvo flokka, nefnilega bóseindir sem hafa heiltölu spuna og fermķeindir sem hafa hįlftölu spuna. Fermķendirnar mynda hiš eiginlega efni og sem dęmi um fermķeindir mį nefna rafeindir og róteindir, bįšar meš spunatölu s = 1/2. Bóseindir eru buršareindir sem flytja krafta į milli öreinda. Dęmi um bóseind er ljóseindin (s = 1) sem er buršareind fyrir rafsegulkraftinn.

Peter Higgs sjötugur Higgs-eindin hefur spunatölu s = 0 og er žvķ bóseind. Hśn er nefnd eftir skoska ešlisfręšingnum Peter Higgs sem gat sér til um tilvist hennar įriš 1964. Samkvęmt kenningu Higgs myndar ögnin sviš (nś nefnt Higgs-sviš) sem fyllir allt rśmiš. Higgs-svišiš lķkist aš nokkru rafsviši sem myndast ķ kringum rafeind en hefur žó mjög ólķka eiginleika žvķ žaš er Higgs-svišiš sem gefur ögnum massa. Allar öreindir eins og t.d. rafeindir og róteindir žurfa aš fara ķ gegnum žetta sviš žegar žęr hreyfast og verša žį fyrir draga. Eftir žvķ sem draginn er meiri, žeim mun meiri er massi agnanna. Žessu mį lķkja viš hreyfingu ķ sżrópi. Massi er męlikvarši į tregšu agna til aš hreyfast og eins og menn vita er erfišara aš hręra meš skeiš ķ sżrópskrukku en ķ tebolla, žaš er eins og skeišin sé žyngri žegar hręrt er ķ sżrópinu.

Ef unnt vęri aš slökkva į Higgs-svišinu žį yršu allar öreindirnar massalausar samkvęmt vištekna lķkaninu. Higgs-bóseindin er afar mikilvęgur hluti lķkansins žvķ įn hennar getur sį stęršfręšilegi rammi sem nś er notašur ekki śtskżrt hvers vegna efniš ķ alheiminum hefur massa.

Fręšilegir śtreikningar sem eru byggšir į vištekna lķkaninu koma meš mikilli nįkvęmni heim viš nišurstöšur tilrauna sem geršar eru ķ tröllauknum öreindahröšlum og žvķ eru langflestir ešlisfręšingar sannfęršir um aš lķkaniš gefi rétta mynd af nįttśrunni. Eini gallinn er sį aš Higgs-bóseindin hefur aldrei sést ķ žessum tilraunum og hśn er reyndar eina öreindin ķ vištekna lķkaninu sem hefur enn ekki fundist žrįtt fyrir aš öreindafręšingar hafi leitaš hennar meš logandi ljósi įrum saman.

Skżringin er sś aš ögnin er talin vera afar massamikil žótt enginn viti nįkvęmlega hver massi hennar er. Til samanburšar mį geta žess aš róteind er um 1800 sinnum massameiri en rafeind en Higgs-bóseindin er aš minnsta kosti 130 sinnum massameiri en róteind. Samkvęmt afstęšiskenningu Einsteins er massi jafngildur orku og žess vegna er ekkert óešlilegt aš hśn hafi enn ekki sést; til žess aš mynda ögnina žarf grķšarlega mikla orku. Nśtķmaöreindahrašlar eru einfaldlega ekki nógu kröftugir til aš bśa hana til.

Haustiš 2000 varš uppi fótur og fit žegar vķsindamenn sem störfušu viš LEP-hrašalinn ķ Genf tilkynntu aš hugsanlega hefšu žeir oršiš varir viš Higgs-bóseindina. Žetta var um žaš leyti sem rįšgert hafši veriš aš loka hrašlinum til aš vinna viš byggingu nżs og öflugri hrašals gęti hafist. Žar sem stutt var eftir af starfrękslutķma LEP fengu vķsindamennirnir leyfi til aš stķga bensķniš ķ botn, ef svo mį aš orši komast, og reyna į ystu žolmörk hrašalsins. Hęttan į aš eitthvaš bilaši og hrašallinn skemmdist var nokkur en žaš skipti ekki mįli žvķ žaš įtti hvort sem er aš slökkva į honum innan skamms, žeir höfšu engu aš tapa. Meš žvķ aš skrśfa allt ķ botn nįšu žeir aš bśa til orkumeiri geisla en įšur hafši tekist og vonušu aš orkan nęgši til aš framleiša eina Higgs-bóseind. Meš góšum vilja gįtu vķsindamennirnir greint skuggann af óžekktri eind śr gögnunum en žvķ mišur var óvissan of mikil til aš hęgt vęri aš fullyrša meš góšu móti aš žarna hefši Higgs-bóseindin veriš į ferš.

Ķ nóvember įriš 2000 var slökkt į LEP eftir ellefu įra notkun en bygging stendur yfir į ennžį aflmeiri hrašli ķ sömu göngum og LEP var įšur. Ķ sparnašarskyni var įkvešiš aš endurnżta mannvirkin sem eru mešal annars hringlaga göng meš 27 km ummįl į landamęrum Sviss og Frakklands. Nżi hrašallinn er kallašur LHC (Large Hadron Collider) og stefnt er aš žvķ aš taka hann ķ notkun įriš 2006. LHC veršur mun öflugri en nokkur annar hrašall į jöršinni og bjartsżnir menn telja aš strax fyrsta daginn verši hęgt aš framleiša nokkrar Higgs-bóseindir og žar meš endanlega stašfesta vištekna lķkaniš ķ öreindafręši.

Spyrjandi vill vita hvers vegna Higgs-ögnin sé stundum kölluš Gušseindin. Ķ vķsindaheiminum er ögnin aldrei kölluš gušseindin enda er lķtil įstęša til aš blanda saman nįkvęmum vķsindum og gušfręši ķ byrjun 21. aldar. Žaš var Leon Lederman nóbelsveršlaunahafi ķ ešlisfręši sem fyrstur kallaši Higgs-bóseindina gušseind ķ bók sinni The God Particle: If the Universe Is the Answer, What Is the Question? (1993) Žessi bók er samin fyrir almenning og hefur fengiš góša dóma. Lederman notar gęlunafniš gušseind hugsanlega vegna žess aš Higgs-ögnin hefur žaš sameiginlegt meš Guši aš hafa aldrei sést žótt margir trśi žvķ aš hśn sé til.

Žetta svar var samiš fyrir Vķsindavefinn og birtist einnig žar.