A Higgs-bozonra a fizikusok az anyag alapvető összetevőjeként tekintenek, vagyis ez az a részecske, amely a Standard Modell szerint tömeget ad más elemi részecskéknek. Fizikai világunkat a tudomány jelenlegi állása szerint négy alapvető kölcsönhatás írja le: az elektromágneses, az úgynevezett erős és a gyenge kölcsönhatás, valamint a gravitáció. A Standard Modell ezekből az első hármat egyesíti, s azt állítja, hogy világunk alkotórészeit az anyagi részecskék, vagyis a fermionok mellett a fenti kölcsönhatásokat közvetítő részecskék, az úgynevezett bozonok alkotják. A modell jól egybecseng a ma ismert tényekkel, sőt eddig a modell alapján tett előrejelzések is beigazolódtak. Az elmélet eddig csak egy olyan részecskét jelzett előre, amelyet évtizedeken át nem találtak meg – ez a Higgs-bozon. Bár csak egyetlen részecske, mégis központi szerepet játszik az elméletben, hiszen ennek tulajdonítják az elemi részecskék tömegét a szakemberek. A genfi nagy hadronütköztetőt éppen azért építették, hogy a nevezetes Higgs-részecske nyomára bukkanjanak.

A fizikusok tavaly júliusban jelentették be, hogy a genfi kutatóközpontban tízmilliárd dollárért épített óriásgyorsító, az LHC egyik óriásérzékelőjénél, az ATLAS-nál megfigyelt részecske tömege 125,3 pluszmínusz 0,6 GeV (gigaelektronvolt), és ez azért érdekes, mert a CERN kutatói 2011 decemberében 125 GeV köré szűkítették a Higgs-bozon előfordulási helyét.

Peter Higgs, az Edinburghban élő 84 éves fizikus 1964-ben publikálta híres cikkét a spontán szimmetriasértésről és a Higgs-bozonról. Évtizedekkel később mesélte el, hogy éveken át csak azért hívták konferenciákra, hogy kinevessék az elméletét, hiszen bevezetett egy olyan részecskét, amely nem passzolt sem az elméleti, sem a kísérleti eredményekkel. Higgsen kívül még öten voltak az 1960-as években, akik megjósolták a Higgs-mechanizmust. Ám Peter Higgs volt az egyetlen, aki egy új részecske létezését is előre jelezte. Az öt közül a belga Robert Brout 2011-ben elhunyt, ezért ő nem kaphatta meg az elismerést – hiszen posztumusz Nobel-díjat nem osztanak ki. Ugyanakkor szerzőtársa, a 80 éves Francois Englert jó egészségnek örved – ráadásul az ő munkájuk Higgsénél hamarabb jelent meg. Ezért dönthetett úgy a svéd bizottság, hogy Higgs mellett a belga Englert lesz a másik idei fizikai Nobel-díjas.

Higgs ez év elején unta meg, hogy a még tavalyi felfedezése előtt róla elnevezett Higgs-bozont vagy Higgs-részecskét sokan „isteni részecskeként” emlegetik. A BBC Scotlandnak nyilatkozta, hogy az elnevezés egyáltalán nem vicces, és félrevezető. Éppen ezért azt akarja, hogy a továbbiakban ne hívják isteni részecskének, mert ő nem hisz abban, hogy a részecskét egy mindenható teremtő alkotta volna. A nevet Leon Ledermann Nobel-díjas fizikus használta először a God particle (magyarul Az isteni atom címen) 1993-ban megjelent könyvében.

„Peter Higgs ötven évvel ezelőtt jósolta meg az elemi részecskéknek tömeget adó mechanizmust. Akkoriban többen is eljutottak erre a gondolatra, de ő volt az egyetlen, aki részecskét is képzelt a mechanizmus mögé. Ezzel az ötletével egy ötvenéves programot adott a részecskefizikusoknak, akik kitartóan keresték ezt az új objektumot” – értékelte a brit kutató munkásságát Lévai Péter akadémikus, az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont főigazgatója. A magfizikus szerint napjainkra koronázta siker az erőfeszítéseket, napjainkban áll rendelkezésre az a technológiai és informatikai fejlettség, amely Peter Higgs egykori hipotézisének kísérleti igazolásához szükséges.

A Higgs-bozon kísérleti megtalálásával és az idei Nobel-díjjal lezárult az első ötven év, hogy elkezdődhessen a következő ötven év, amikor meg fogjuk tanulni, hogy mire is tudjuk felhasználni ezt a részecskét a gyakorlatban. Lévai professzor szerint ehhez még rengeteg elméleti munkára és kísérletezésre van szükség, de készen állunk rá. „Remélem, hogy sok magyar fiatal is csatlakozik hozzánk ehhez a misszióhoz, s fizikusként, informatikusként vagy mérnökként hozzá fog járulni, hogy még többet tudhassunk meg erről a misztikus részecskéről.”

Horváth Dezső fizikus szerint (1994-ben csatlakozott a genfi kísérletekhez) nagyon érdekes a megfigyelt Higgs-bozon tömege: értéke, amely a hidrogénatom tömegének 135-szöröse, igencsak sajátosnak tűnik. Arra vall, mintha a Standard Modell érvényes volna egészen nagy energiákig, pedig az elmélet több problémája (a sötét anyag létezése, a gravitáció sajátosságai, jobb-bal aszimmetria) arra vall, hogy kell lennie a Standard Modellen túli fizikának. Elkerülhetetlen tehát, hogy részleteiben tanulmányozzuk a megfigyelt Higgs-bozon tulajdonságait. Erre 2015-től lesz lehetőség az LHC fejlesztéseként megnövelt energiájú és intenzitású LHC segítségével.

Már tavaly ősszel megjelentek olyan találgatások, hogy a Higgs-bozonért azonnal Nobel-díjat kellene adni – a részecske létét bizonyító CERN-felfedezés bejelentése 2012 júliusában volt –, de csak 2013 márciusára gyűlt össze annyi adat a nagy hadronütköztetőben (LHC), amellyel megerősítették a Higgs-bozon felfedezését. A két kutató fele-fele arányban osztozik a díjjal járó nyolcmillió svéd koronán.