NobelPrizeMedal-Front-Square_small.jpg
  1. oktober 2013: Ingen vet hvor professor Higgs er. Det letes overalt, hvor kan han være? Nobelprisen i fysikk er nettopp kunngjort, og den går til teorien om en partikkel som det har vært utrolig vanskelig å finne. Og nå er en av opphavsmennene forsvunnet. Dratt på ferie. 4. juli 2012: Peter Higgs og Fran— çois Englert sitter i konferansesalen i det internasjonale CERN-laboratoriet i Genève. De venter på siste nytt om et signal som ses i den store akseleratoren der forsøkene kjøres. Er dette den lenge søkte Higgspartikkelen?

Stormende jubel bryter ut da det er klart at CERN har funnet en ny partikkel med egenskaper som passer med Higgspartikkelen. Higgs tørker en tåre: 50 år, tre gigantiske akseleratorer og mange tusen fysikere måtte til for å fravriste naturen en av sine til nå aller største hemmeligheter.

1964

Den utrolige jakten på Higgspartikkelen startet mange år tidligere. I 1964 ble en matematisk teori utviklet som forklarte hvorfor partikler er massive. Teorien ble foreslått av tre uavhengige grupper. Higgs var i en av dem, Englert i en annen.

Men for at den teorien skulle stemme, måtte det finnes en ny partikkel - Higgspartikkelen. Den hadde ingen sett, så det var bare å begynne å lete.

Så enkelt var det ikke.

Universet, stjerner, planeter, trær, mennesker og dyr. I dag vet vi at alt er bygget opp av bare 12 forskjellige bitte små partikler. Alt rundt oss, alt vi kan se og ta på, er et resultat av at partiklene finnes, og at de reagerer med hverandre. Det styres av fire forskjellige krefter: Tyngdekraften, den elektromagnetiske kraften og den svake og sterke kraften. Beskrivelsen av hvordan naturen er skrudd sammen, kalles standardmodellen.

12 små partikler

Men i 1963 var ikke det opplagt, det var heller ikke bevist at denne modellen var den riktige. Vi må langt ut på syttitallet før man mente å ha bevis for kvarkenes eksistens. Først i 1989 var man rimelig sikre på at det bare finnes bare 12 partikler - seks kvarker og seks leptoner. Leptonet er i slekt med elektronet. Den siste kvarken, toppkvarken, ble funnet i 1995 og tau-nøytrinoet så sent som i 2000. Først da hadde man funnet alle partiklene i standardmodellen.

Mange eksperimenter

Men fremdeles manglet en brikke i puslespillet: Hvor var Higgspartikkelen?

Uten Higgsmekanismen ville alle partiklene i standardmodellen vært masseløse, og det vet vi er umulig. Uten masse hadde ikke universet sett ut som det gjør. Vi ville ikke hatt stjerner, planeter, trær eller mennesker, men kanskje et annet merkelig univers.

Men vi vet at standardmodellen stemmer på mange områder. Det viser en rekke eksperimenter for å teste modellen.

Ga opp flere ganger

Allerede under partikkelkollisjonene i den første akseleratoren ved CERN (LEP-akseleratoren) tenkte forskerne at de skulle finne Higgspartikkelen.

De måtte gi opp.

Forskerne skjønte at Higgs måtte være veldig tung, ellers hadde de sett den. Det ble gjort flere tester i akseleratorer både ved Cern og i USA (Tevatronakseleratoren) som kunne produsere tyngre og tyngre partikler.

Uten hell.

Den neste akseleratoren som ble bygget, var Large Hadron Collider (LHC) ved CERN. Den sto ferdig i 2008 og produserte enda tyngre partikler, kanskje til og med partikler man aldri hadde sett før.

- Vi har den nå

Allerede i desember 2011 så forskerne de første tegnene til at en ny partikkel kanskje var oppdaget. I svært sjeldne kollisjoner så de signaler som passet med det som skjer når en Higgspartikkel skapes og dør. Da etterlater den seg et signal som vi kan måle.

Men var det Higgspartikkelen som man hadde lett etter så lenge?

  1. juli 2012, et halvt år senere, ble det bekreftet. Som CERNs direktør sa da jubelen sto i taket: Vi har den nå.

Fem prosent av universet

Men hva nå? Er vi ferdig med fysikken? Er modellen komplett og vi kan pakke sammen?

Langt ifra. Det er nå det blir veldig spennende.

Standardmodellen beskriver med høy presisjon store deler av naturen rundt oss. Hjelpemidlene våre for å studere naturen er blant annet akseleratorer som Large Hadron Collider, satellitter og teleskoper i verdensrommet og på jorden. Men det er mye modellen ikke kan forklare.

Vi vet at alt vi har studert til nå bare er fem prosent av universet. Denne lille delen av universet er vanlig materie. Resten består av mørk materie og mørk energi. Mørk materie tror vi kan være laget av en ny type elementærpartikkel som ikke er oppdaget ennå. Men hvis vi er heldige, kan Large Hadron Collider snart kanskje produsere og studere slike partikler.

Ny æra

Vi vet også bare litt om universets oppstandelse, det store smellet, og universets utvikling. Vi vet for eksempel ikke hva som skjedde like etter big bang. Og vi vet heller ikke om kvarker er de mest fundamentale partiklene som finnes. Kanskje finnes det enda mindre byggesteiner i naturen.

At Higgs ble funnet, er startskuddet til en ny æra i fysikken. Vi står på terskelen til en ny og fundamental forståelse av universet.

Tirsdag får altså Peter Higgs og François Englert Nobelprisen i fysikk. Fysikere ved universitetene i Bergen og Oslo har vært med på denne reisen. Vi jobber nå intenst sammen med våre kolleger internasjonalt med å måle egenskapene til Higgs. Og vi leter etter nye fenomener som kan forklare noen av universets mysterier som fremdeles er der ute, som bare venter på å bli oppdaget. Kanskje finner vi en tyngre partikkel i 2015 når Large Hadron Collider-akseleratoren kjøres med enda høyere energi.