Letošní Nobelovy ceny jsou rozdány, ocenění vědci sotva začínají dohánět práci a spánkový deficit vzniklý díky mediálnímu cirkusu, a tak je čas se zeptat: koho čeká telefonát ze Stockholmu příští rok?
Jeden favorit je jasný. Jak jsme už psali, mezi letos oznámenými Nobelovými cenami chyběl největší fyzikální úspěch roku: objev částice, která má vlastnosti dlouho hledaného Higgsova bosonu, na urychlovači LHC. Jistě, jde stále jen o pravděpodobný objev, který nemůže potvrdit žádné jiné zařízení na světě, ale význam oznámení pro fyziku je skutečně dalekosáhlý. Je to ten typ objevu, za který se udělují Nobelovy ceny (i když ne všichni vědci s tím souhlasí). Ale kdo by ji měl dostat?
Teoretický (i praktický) zmatek
Nobelovy ceny mají dlouhou tradici. A to s sebou přináší potíže. Platí například původní pravidlo, že ocenění lze udělit maximálně třem jednotlivcům. To bylo dobré pravidlo v dobách, kdy vědecké objevy byly věcí jednotlivců či malých týmů. Ale dnes je situace o poznání komplikovanější, jak je krásně vidět na příkladu Higgsova bosonu.
Co je Higgsův boson a co dělá?Higgsův boson je částice, která je projevem tzv. Higgsova pole. Podle obecně uznávaného fyzikálního předpokladu každý druh pole "má" svoji částici a naopak. Pokud tedy objevíme částici, potvrdili jsme i existenci pole. Higgsovo pole je důležité, protože působí na vlastnosti ostatních částic. Nedokonalou analogií řečeno je Higgsovo pole jako mlha, která prostupuje vesmír a dává věcem "bílou barvu" (hmotnost). Děje se tak přímo, bez zprostředkování bosony. Mělo by především dát hmotnost tzv. "intermediálním vektorovým bosonům". Tyto částice sice nikdy v životě nepotkáte, ale fungují jako "nosiče" jedné ze čtyř základních fyzikálních sil, tzv. slabé síly (častěji se používá výraz slabá interakce). Ta působí sice na vzdálenosti relevantní maximálně tak v rozměrech jádra atomů, ale vesmír by bez ní nefungoval tak, jak funguje (vládne třeba beta-rozpad atomových jader). Možná se s ní blíže seznámíme, pokud zvládneme výrobu energie jadernou fúzí. Tento proces probíhá v režii slabé síly. |
Kardinální podíl na objevu mají vědci pracující na dvou detektorech na urychlovači LHC (jsou to ATLAS a CMS), které částici zachytili. Těch je ovšem celkem zhruba šest tisíc. A udělení takovému kolektivu si v případě vědeckých Nobelových cen nedokáže nikdo představit.
Mnohem spíše by tak cena mohla připadnout teoretikům, kteří vytvořili pověstný boson ve svých představách. Poprvé to bylo v 60. letech, a to v několika po sobě rychle následujících článcích, uveřejněných během druhé poloviny roku 1964 (v časopisech Physical Review Letters a Physics Letters).
Pod jednou studií byli podepsáni Francois Englert a Robert Brout, pod další Peter Higgs a své želízko ohni mají také Gerald Guralnik, Carl Hagen a Tom Kibble. Všichni jsou v podstatě ve hře, jedinou smutnou výjimkou je Robert Brout, který vloni zemřel.
Existence Higgsova pole (tehdy tak nenazývaného) a bosonu všem vyplynula z nového řešení jednoho staršího problému. Ale ani jednoho z autorů nenapadlo, že by tak zároveň mohli vyřešit otázku hmotnosti některých částic (konkrétně otázku hmotnosti intermediálních vektorových bosonů slabých interakcí). "Je záhadou, proč si to nikdo z nás nedal dohromady už v roce 1964," řekl nedávno časopisu Science jeden z autorů prvních prací, Tom Kibble.
Nutnou syntézu provedl až v roce 1967 teoretik Steven Weinberg a o rok později pákistánský teoretik Abdus Salam. Ti pochopili, že zmíněné práce obsahují nedoceněný myšlenkový klenot. Oba excelentní vědci také uznávané ocenění po zásluze už obdrželi. Bylo to v roce 1979, kdy si ještě se Sheldonem Glashowem odnesli cenu za práci, která vedla k odhalení společné podstaty dvou základních fyzikálních sil, elektromagnetické a tzv. slabé síly. Jeden z důležitých dílků jimi vytvořené "skládanky" bylo právě i Higgsovo pole.
Aby situace nebyla tak jednoduchá, autoři prvních prací z roku 1964 Higgsovo pole a potažmo i boson zmiňovali v různé míře a s různým množstvím detailů. Například Higgs jako jediný zmiňuje existenci samotného bosonu, Guralnik, Hagen a Kibble uvádějí nejvíce podrobností a Engelrt a Brout byli jednoduše první.
Takto komplikovaná situace by mohla nahrávat i kritikům, kteří si myslí, že by se za Higgsův boson vůbec cena udělovat neměla. Pro prestižní časopis Science zapochyboval nedávno o zásluhách objevitelů třeba americký fyzik Michael Peskin z SLAC National Accelerator Laboratory, kterému není jasné, co udělali autoři nápadu tak "netriviálního", že to nemohl udělat někdo jiný. Jinými slovy se ptá: co může být na nějakém nápadu tak geniálního, když na něj přijde tolik lidí najednou?
Možností je tedy mnoho, ale český fyzik Jiří Chýla z Fyzikálního ústavu Akademie věd s námitkami nesouhlasí a tvrdí, že situace má jasné řešení: "Nobelovu cenu dostanou Higgs a Engelrt," odhaduje.
Uvidíme, jestli takový názor nakonec převáží. Skutečně totiž lze říci, že první autoři přehlédli plný význam svého nápadu. Do konečné podoby a správného kontextu jej dovedlo až trio fyziků oceněné v roce 1979. V projevu k ceně se jeden z trojice nad průběhem událostí také podivoval. Sheldon Glashow řekl: "S Higgsem a dalšími jsem v roce 1960 mluvil mnohokrát. Opomněl jsem jim říci o svém modelu, nebo na něj prostě zapomněli?"
Možná by tedy bylo nejelegantnějším řešením nikomu cenu nedávat. Ale to předbíháme. Zatím se dá říci jen tolik, že pokud někdo dokáže vyřešit nastalou situaci ke spokojenosti většiny fyzikální obce, zaslouží si z případné Nobelovy ceny zřejmě také svůj podíl.
Bosonisté na jednom místěČlánky z roku 1964, které si mohou nárokovat část zásluh na případné Nobelově ceně za objev Higgsova bosonu: BROKEN SYMMETRIES, MASSLESS PARTICLES AND GAUGE FIELDS Autor: HIGGS, PW Zdroj: PHYSICS LETTERS Ročník: 12 Číslo: 2 Stránka: 132-133 DOI: 10.1016/0031-9163(64)91136-9 Rok vydání: 1964 BROKEN SYMMETRY + MASS OF GAUGE VECTOR MESONS Autoři: ENGLERT, F; BROUT, R Zdroj: PHYSICAL REVIEW LETTERS Ročník: 13 Číslo: 9 Stránka: 321-& DOI: 10.1103/PhysRevLett.13.321 Rok vydání: 1964 BROKEN SYMMETRIES + MASSES OF GAUGE BOSONS Autor: HIGGS, PW Zdroj: PHYSICAL REVIEW LETTERS Ročník: 13 Číslo: 16 Stránka: 508-& DOI: 10.1103/PhysRevLett.13.508, Rok vydání: 1964 GLOBAL CONSERVATION LAWS + MASSLESS PARTICLES Autoři: GURALNIK, GS HAGEN, CR KIBBLE, TWB Zdroj: PHYSICAL REVIEW LETTERS Ročník: 13 Číslo: 20 Stránka: 585-& DOI: 10.1103/PhysRevLett.13.585 Rok vydání: 1964 |
