Aleksandra Kovačević, Translator

Mile Živković, Reviewer

00:04

Prošle godine, četvrtog jula, eksperimenti na Velikom hadronskom sudaraču otkrili su Higsov bozon. Bio je to istorijski dan. Nema sumnje da će se od sada pa nadalje, četvrti juli pamtiti ne kao dan proglašenja nezavisnosti, već kao dan otkrića Higsovog bozona. Pa, makar ovde u CERNu.

00:26

Ali za mene, najveće iznenađenje tog dana, bilo je to da nije bilo velikog iznenađenja. U očima teoretskih fizičara, Higsov bozon je domišljato objašnjenje toga kako neke elementarne čestice dobijaju masu, ali deluje kao prilično nezadovoljavajuće i nepotpuno rešenje. Previše pitanja ostavljeno je bez odgovora. Higsov bozon ne poseduje tu lepotu, tu simetriju, eleganciju, koju imaju ostale elementarne čestice. Iz ovog razloga, većina teoretskih fizičara, smatra da Higsov bozon ne može biti cela priča. Očekivali smo nove čestice i nove pojave pored Higsovog bozona. Umesto toga, za sad, merenja koja dolaze iz VHS ne pokazuju znake postojanja novih čestica niti neočekivanih pojava.

01:19

Naravno, presuda nije konačna. 2015. VHS će skoro udvostručiti energiju protona koji se sudaraju, i ovi snažniji sudari omogućiće nam da dalje istražujemo svet čestica i sigurno da ćemo saznati mnogo više.

01:39

Ali za sada, pošto nismo pronašli nikakav dokaz novih pojava, recimo da su nove čestice koje danas poznajemo, uključujući i Higsov bozon, samo elementarne čestice u prirodi, čak i kada su u pitanju mnogo veće količine energije od onih koje smo do sada ispitali. Hajde da vidimo kuda će nas ova pretpostavka odvesti. Naići ćemo na iznenađujuć i zanimljiv rezultat o našem svemiru, i kako bih objasnio šta hoću da kažem, dozvolite mi prvo da vam objasnim o čemu je Higs u stvari, a da bih to uradio, moramo se vratiti unazad do jedne desetine milijarditog dela sekunde nakon Velikog praska. I prema Higsovoj teoriji, u tom trenutku, dramatičan događaj se odvio u univerzumu. Prostor-vreme pretrpelo je faznu promenu. Nešto vrlo slično faznoj promeni koja se dešava kada se voda pretvara u led na temperaturi ispod nule. Ali u našem slučaju, ova fazna promena nije promena u načinu na koji su molekuli poređani unutar materijala, već se radi o promeni same strukture prostor-vremena.

02:58

Tokom ove fazne promene, prazan prostor ispunio se supstancom koju danas nazivamo Higsovim poljem. Ova supstanca može nam delovati nevidljivo, ali postoji u fizičkoj stvarnosti. Okružuje nas sve vreme, baš kao vazduh koji udišemo u ovoj prostoriji. I neke elementarne čestice su u interakciji sa ovom supstancom, dobijajući pri tom na energiji. I ova unutarnja energija je ono što nazivamo masom čestica, i nakon otkrivanja Higsovog bozona, VHS je ubedljivo dokazao da je ova supstanca stvarna, jer je to ono od čega je Higsov bozon sagrađen. I to je, ukratko, suština priče o Higsu.

03:43

Ali ova priča je daleko zanimljivija od toga. Proučavajući Higsovu teoriju, teoretski fizičari su otkrili, ne kroz eksperiment, već uz pomoć matematike, da nije obavezno da Higsovo polje postoji samo u obliku u kom ga mi danas posmatramo. Baš kao što materija postoji u tečnom ili čvrstom stanju, tako i Higsovo polje, supstanca koja ispunjava čitavo prostor-vreme, postoji u dva stanja. Pored već poznatog Higsovog stanja, moguće je da postoji i drugo stanje u kom je Higsovo polje milijardu i milijardu puta gustije od onog kako ga mi danas posmatramo, i samo postojanje drugog stanja Higsovog polja predstavlja mogući problem. Iz razloga što, prema zakonima kvantne mehanike, moguće je imati prelaz između dva stanja čak i u prisustvu energetske barijere koja razdvaja dva stanja, i ta pojava naziva se sasvim prikladno, kvantno tuneliranje. Zbog kvantnog tuneliranja, mogao bih da nestanem iz ove prostorije i pojavim se u susednoj prostoriji, bukvalno probijajući se kroz zid. Ali nemojte od mene očekivati da izvedem trik na vaše oči, jer je verovatnoća da probijem zid smešno mala. Trebate da čekate zaista dugo pre nego šro se to dogodi, ali verujte mi, kvantno tuneliranje je stvarna pojava, i uočena je u mnogim sistemima. Na primer, tunelska dioda, komponenta koja se koristi u elektronici, radi uz pomoć čuda kvantnog tuneliranja.

05:38

Ali, hajde da se vratimo Higsovom polju. Ako ultra-gusto Higsovo stanje postoji, onda, zbog kvantnog tuneliranja, mehur ovog stanja bi mogao iznenada da se pojavi na određenom mestu univerzuma u određeno vreme, i slično je onome što se desi kada prokuvate vodu. Mehuri od isparenja se stvore unutar vode, zatim se šire, pretvarajući tečnost u gas. Na isti način, mehur ultra-gustog Higsovog stanja se može pojaviti zbog kvantnog tuneliranja. Mehur bi se zatim raširio brzinom svetlosti, zauzeo sav prostor i promenio Higsovo polje iz poznatog stanja u novo stanje.

06:23

Da li je ovo problem? Da, veliki problem. Možda ne možemo to da shvatimo u svakodnevnom životu, ali jačina Higsovog polja je od suštinske važnosti za strukturu materije. Kada bi Higsovo polje bilo samo nekoliko puta jače, videli bismo atome kako se smanjuju, neutrone koji slabe unutar atomskih jezgara, jezgra koja se raspadaju, a vodonik bi bio jedini mogući hemijski element u univerzumu. I Higsovo polje, u ultra-gustom Higsovom stanju, nije samo nekoliko puta jače nego danas, nego milijarde puta, i kada bi vreme-prostor bilo ispunjeno tim Higsovim stanjem, sva atomska materija bi se srušila. Ne bi bilo molekularnih struktura, niti života.

07:13

Stoga se pitam, da li je moguće da će u budućnosti, Higsovo polje podleći fazi promene i da će se kroz kvantno tuneliranje transformisati u to opako, ultra-gusto stanje? Drugim rečima, pitam se, koja je sudbina Higsovog polja u našem univerzumu? A suštinski element koji je neophodan da bismo dali odgovor na to pitanje je masa Higsovog bozona. Eksperimenti na VHS otkrili su da masa Higsovog bozona iznosi oko 126 gigaelektronvolta. Ovo je sićušno kada ga izrazimo u poznatim jedinicama, jer je jednako otpilike 10 na minus 22 grama, ali je veliko u jedinicama fizike čestica, jer je jednako težini čitavog jednog molekula, konstituenta DNK.

08:08

footnote

footnote

Naoružani ovim podacima iz VHSa, zajedno sa još nekim kolegama ovde u CERNu, izračunali smo verovatnoću da bi naš univerzum mogao da prođe kroz kvantno tuneliranje i pređe u ultra-gusto Higsovo stanje, i dobili veoma zanimljiv rezultat. Naši proračuni pokazali su da je izmerena masa Higsovog bozona veoma posebna. Ima tačno one vrednosti koje bi omogućile da univerzum lebdi u nestabilnom stanju. Higsovo polje ima klimavu konfiguraciju koja je trajala do sad ali koja će se na kraju srušiti. Sudeći po ovim proračunima, mi smo kao kamperi koji su slučajno postavili svoj šator na ivicu stene. I na kraju, Higsovo polje će podleći fazi promene i materija će se urušiti sama u sebe.

09:05

Je li to način na koji će čovečanstvo iščeznuti? Ne bih rekao. Naši proračuni ukazuju na to da se kvantno tuneliranje Higsovog polja najverovatnije neće dogoditi u narednih 10 do 100 godina, a to je veoma dug period. To je čak duže nego period koji je potreban Italiji da formira stabilnu vladu.

09:29

(Smeh)

09:32

Čak i da je tako, do tad nas već odavno neće biti. Za oko 5 miljardi godina, naše sunce postaće crveni džin, veliki koliko i Zemljina orbita, i naša Zemlja će nestati, a za hiljadu milijardi godina, ako tamna energija nastavi da ubrzava širenje svemira današnjim tempom, nećete biti u stanju da vidite dalje od svojih nogu, jer se sve oko vas širi tempom koji je brži od brzine svetlosti. Tako da je veoma mala verovatnoća da ćemo postojati tada da vidimo urušavanje Higsovog polja.

10:09

Međutim, razlog zbog kog sam ja zainteresovan za promenu Higsovog polja je taj jer želim da se pozabavim pitanjem, zašto je masa Higsovog bozona tako posebna? Zašto ima vrednosti taman tolike da održava univerzum na ivici fazne promene? Teoretski fizičari uvek postavljaju pitanja sa "zašto". Pre nego kako se neka pojava dešava, teoretske fizičare zanima zašto se neka pojava dešava na način na koji se dešava. Smatramo da nam ova pitanja sa "zašto" mogu dati ključ o fundamentalnim principima prirode I zaista, mogući odgovor na moje pitanje otvara nove univerzume, bukvalno. Nagađa se da je naš univerzum samo jedan mehurić u sapunjavom multiverzumu sačinjenom od mnogobrojnih mehurova, i svaki mehur je univerzum za sebe sa različitim fundamentalnim konstantama i različitim zakonima fizike. I u ovom kontekstu, možemo samo razgovarati o mogućnosti nalaženja određene vrednosti Higsove mase. U tom slučaju, ključ za rešavanje misterije se možda nalazi u statističkim odlikama multiverzuma. To bi ličilo na ono što se dešava sa peščanim dinama na plaži. U suštini, mogli biste zamisliti da nađete peščane dine bilo kog ugla nagiba na nekoj plaži, a ipak, uglovi nagiba peščanih dina se tipično kreću oko 30, 35 stepeni. A razlog za to je jednostavan: zato što vetar nanese pesak, gravitacija ga vuče dole. Kao rezultat toga, većina peščanih dina ima ugao nagiba koji se kreće oko kritične vrednosti, blizu kolapsa. I nešto slično tome može da se dogodi masi Higsovog bozona u multiverzumu. Kod većine mehur-univerzuma Higsova masa može biti negde oko kritične vrednosti, blizu kosmičkog kolapsa Higsovog polja zbog dva međusobno suprotstavljena efekta, kao u slučaju peska.

12:24

Moja priča nema neki kraj, jer još uvek ne znamo kraj te priče. Ovo je nauka je u razvitku, i da bismo razrešili misteriju, potrebno nam je još podataka, i VHS će, nadajmo se, uskoro otkriti nove detalje ove priče. Samo jedna brojka, masa Higsovog bozona, a ipak, iz ovog broja možemo toliko toga da naučimo. Počeo sam od pretpostavke, da se sve do sad poznate čestice nalaze u univerzumu, čak i van područja koje je do sad istraženo. Iz ovog smo otkrili da se Higsovo polje koje se prožima kroz prostor-vreme, verovatno nalazi na prelomnoj tački, spremno za kosmički kolaps, i otkrili smo da je ovo možda samo naznaka da je naš univerzum samo zrno peska na ogromnoj plaži, multiverzumu.

13:25

Ali ne znam da li je moja pretpostavka tačna. Tako je to sa fizikom: jedno merenje nas može odvesti na put novog shvatanja uiverzuma ili nas može odvesti u ćorsokak. Ali kako god bilo, jedna stvar u koju sam siguran je: put će biti pun iznenađenja.

13:49

Hvala vam.

13:50

(Aplauz)