Hva­ er Higgs-bˇseind?

- og hvers vegna er h˙n stundum k÷llu­ Gu­seindin (God particle)?

Higgs-bˇseindin er ein af ■eim ÷reindum sem mynda hi­ vi­tekna lÝkan ÷reindafrŠ­innar (e. the standard model), rÚtt eins og ljˇseindir, rafeindir og kvarkar. ËlÝkt rafeindum og kv÷rkum hefur Higgs-bˇseindin ■ˇ aldrei sÚst Ý tilraunum og ■vÝ er strangt til teki­ ekki vÝst a­ h˙n sÚ til!


Íllum ÷reindum mß skipta Ý tvo flokka, nefnilega bˇseindir sem hafa heilt÷lu spuna og fermÝeindir sem hafa hßlft÷lu spuna. FermÝendirnar mynda hi­ eiginlega efni og sem dŠmi um fermÝeindir mß nefna rafeindir og rˇteindir, bß­ar me­ spunat÷lu s = 1/2. Bˇseindir eru bur­areindir sem flytja krafta ß milli ÷reinda. DŠmi um bˇseind er ljˇseindin (s = 1) sem er bur­areind fyrir rafsegulkraftinn.

Peter Higgs sj÷tugur Higgs-eindin hefur spunat÷lu s = 0 og er ■vÝ bˇseind. H˙n er nefnd eftir skoska e­lisfrŠ­ingnum Peter Higgs sem gat sÚr til um tilvist hennar ßri­ 1964. SamkvŠmt kenningu Higgs myndar ÷gnin svi­ (n˙ nefnt Higgs-svi­) sem fyllir allt r˙mi­. Higgs-svi­i­ lÝkist a­ nokkru rafsvi­i sem myndast Ý kringum rafeind en hefur ■ˇ mj÷g ˇlÝka eiginleika ■vÝ ■a­ er Higgs-svi­i­ sem gefur ÷gnum massa. Allar ÷reindir eins og t.d. rafeindir og rˇteindir ■urfa a­ fara Ý gegnum ■etta svi­ ■egar ■Šr hreyfast og ver­a ■ß fyrir draga. Eftir ■vÝ sem draginn er meiri, ■eim mun meiri er massi agnanna. Ůessu mß lÝkja vi­ hreyfingu Ý sřrˇpi. Massi er mŠlikvar­i ß treg­u agna til a­ hreyfast og eins og menn vita er erfi­ara a­ hrŠra me­ skei­ Ý sřrˇpskrukku en Ý tebolla, ■a­ er eins og skei­in sÚ ■yngri ■egar hrŠrt er Ý sřrˇpinu.

Ef unnt vŠri a­ sl÷kkva ß Higgs-svi­inu ■ß yr­u allar ÷reindirnar massalausar samkvŠmt vi­tekna lÝkaninu. Higgs-bˇseindin er afar mikilvŠgur hluti lÝkansins ■vÝ ßn hennar getur sß stŠr­frŠ­ilegi rammi sem n˙ er nota­ur ekki ˙tskřrt hvers vegna efni­ Ý alheiminum hefur massa.

FrŠ­ilegir ˙treikningar sem eru bygg­ir ß vi­tekna lÝkaninu koma me­ mikilli nßkvŠmni heim vi­ ni­urst÷­ur tilrauna sem ger­ar eru Ý tr÷llauknum ÷reindahr÷­lum og ■vÝ eru langflestir e­lisfrŠ­ingar sannfŠr­ir um a­ lÝkani­ gefi rÚtta mynd af nßtt˙runni. Eini gallinn er sß a­ Higgs-bˇseindin hefur aldrei sÚst Ý ■essum tilraunum og h˙n er reyndar eina ÷reindin Ý vi­tekna lÝkaninu sem hefur enn ekki fundist ■rßtt fyrir a­ ÷reindafrŠ­ingar hafi leita­ hennar me­ logandi ljˇsi ßrum saman.

Skřringin er s˙ a­ ÷gnin er talin vera afar massamikil ■ˇtt enginn viti nßkvŠmlega hver massi hennar er. Til samanbur­ar mß geta ■ess a­ rˇteind er um 1800 sinnum massameiri en rafeind en Higgs-bˇseindin er a­ minnsta kosti 130 sinnum massameiri en rˇteind. SamkvŠmt afstŠ­iskenningu Einsteins er massi jafngildur orku og ■ess vegna er ekkert ˇe­lilegt a­ h˙n hafi enn ekki sÚst; til ■ess a­ mynda ÷gnina ■arf grÝ­arlega mikla orku. N˙tÝma÷reindahra­lar eru einfaldlega ekki nˇgu kr÷ftugir til a­ b˙a hana til.

Hausti­ 2000 var­ uppi fˇtur og fit ■egar vÝsindamenn sem st÷rfu­u vi­ LEP-hra­alinn Ý Genf tilkynntu a­ hugsanlega hef­u ■eir or­i­ varir vi­ Higgs-bˇseindina. Ůetta var um ■a­ leyti sem rß­gert haf­i veri­ a­ loka hra­linum til a­ vinna vi­ byggingu nřs og ÷flugri hra­als gŠti hafist. Ůar sem stutt var eftir af starfrŠkslutÝma LEP fengu vÝsindamennirnir leyfi til a­ stÝga bensÝni­ Ý botn, ef svo mß a­ or­i komast, og reyna ß ystu ■olm÷rk hra­alsins. HŠttan ß a­ eitthva­ bila­i og hra­allinn skemmdist var nokkur en ■a­ skipti ekki mßli ■vÝ ■a­ ßtti hvort sem er a­ sl÷kkva ß honum innan skamms, ■eir h÷f­u engu a­ tapa. Me­ ■vÝ a­ skr˙fa allt Ý botn nß­u ■eir a­ b˙a til orkumeiri geisla en ß­ur haf­i tekist og vonu­u a­ orkan nŠg­i til a­ framlei­a eina Higgs-bˇseind. Me­ gˇ­um vilja gßtu vÝsindamennirnir greint skuggann af ˇ■ekktri eind ˙r g÷gnunum en ■vÝ mi­ur var ˇvissan of mikil til a­ hŠgt vŠri a­ fullyr­a me­ gˇ­u mˇti a­ ■arna hef­i Higgs-bˇseindin veri­ ß fer­.

═ nˇvember ßri­ 2000 var sl÷kkt ß LEP eftir ellefu ßra notkun en bygging stendur yfir ß enn■ß aflmeiri hra­li Ý s÷mu g÷ngum og LEP var ß­ur. ═ sparna­arskyni var ßkve­i­ a­ endurnřta mannvirkin sem eru me­al annars hringlaga g÷ng me­ 27 km ummßl ß landamŠrum Sviss og Frakklands. Nři hra­allinn er kalla­ur LHC (Large Hadron Collider) og stefnt er a­ ■vÝ a­ taka hann Ý notkun ßri­ 2006. LHC ver­ur mun ÷flugri en nokkur annar hra­all ß j÷r­inni og bjartsřnir menn telja a­ strax fyrsta daginn ver­i hŠgt a­ framlei­a nokkrar Higgs-bˇseindir og ■ar me­ endanlega sta­festa vi­tekna lÝkani­ Ý ÷reindafrŠ­i.

Spyrjandi vill vita hvers vegna Higgs-÷gnin sÚ stundum k÷llu­ Gu­seindin. ═ vÝsindaheiminum er ÷gnin aldrei k÷llu­ gu­seindin enda er lÝtil ßstŠ­a til a­ blanda saman nßkvŠmum vÝsindum og gu­frŠ­i Ý byrjun 21. aldar. Ůa­ var Leon Lederman nˇbelsver­launahafi Ý e­lisfrŠ­i sem fyrstur kalla­i Higgs-bˇseindina gu­seind Ý bˇk sinni The God Particle: If the Universe Is the Answer, What Is the Question? (1993) Ůessi bˇk er samin fyrir almenning og hefur fengi­ gˇ­a dˇma. Lederman notar gŠlunafni­ gu­seind hugsanlega vegna ■ess a­ Higgs-÷gnin hefur ■a­ sameiginlegt me­ Gu­i a­ hafa aldrei sÚst ■ˇtt margir tr˙i ■vÝ a­ h˙n sÚ til.

Ůetta svar var sami­ fyrir VÝsindavefinn og birtist einnig ■ar.