אתר מורי פיזיקה - עמוד הבית

בוזון היגס הוא חלקיק יסוד שקיומו נחזה על פי "המודל הסטנדרטי". תיאורית "המודל הסטנדרטי" מנסה להסביר את האינטראקציות (הכוחות) בין החלקיקים היסודיים בטבע.  היא מצליחה לעשות זאת עבור שלושה מתוך ארבעת הכוחות הקיימים בטבע: הכוח החלש, הכוח החזק והכוח האלקטרומגנטי. על פי התיאוריה, כל אחד מכוחות אלו נישא על ידי סוג מסוים של חלקיקים: הכוח החלש נישא על ידי בוזונים הנקראים  W ו-Z. הכוח החזק נישא על ידי בוזונים הנקראים גלואונים , והכוח האלקטרומגנטי נישא על ידי בוזונים בשם פוטונים (בוזונים הם חלקיקים היכולים להימצא באותו מצב קוונטי, או מצב אנרגיה). המודל הסטנדרטי לא מצליח לחבר את כוח הכבידה (הקשור בתורת היחסות הכללית) לשאר הכוחות.

קיומו של בוזון ההיגס נחזה לפני כחמישים שנה על ידי שלוש קבוצות מחקר, אחת מהן של פיטר היגס הבריטי.

מסתו המשוערת של בוזון היגס היא בין 115 ל-130 GeV/c² (בערך 10^-25 2.05 * עד 10^-25  2.31 * ק"ג), מעל 120 פעמים מסת הפרוטון. לפי "המודל הסטנדרטי"  קיומו של בוזון היגס מסביר מדוע חלקיקים יסודיים מסוימים נושאי כוח הם בעלי מסה (בוזונים מסוג W ו- Z הנושאים את הכוח החלש), בעוד שפוטון (נושא הכוח האלקטרומגנטי) הוא חסר מסה. התיאוריה אומרת שגם הגלואונים נושאי הכוח החזק הם חסרי מסה, למרות שבאופן ניסיוני נמצא שיש להם מסה קטנה.  עד כה נכשלו המדענים לגלות את בוזון היגס בגלל האנרגיות הגבוהות הנדרשות להתנגשויות שבהן יפלט בוזון זה. אחת הסיבות העיקריות למחקר הנערך במאיץ החלקיקים בצרן היא האנרגיות העצומות שיכולות להיות מופקות במאיץ זה, שאולי יעזרו בגילוי הבוזון. למעשה, פרט לבוזון ההיגס, נתגלו כל שאר החלקיקים היסודיים בטבע.

בחודש אוגוסט 2011 פרסמנו באתר זה מאמר בנושא בוזון ההיגס. נאמר שם, כי מדענים מתחילים לפקפק בקיומו.

והנה, בחודש שעבר (דצמבר 2011) פורסם שמדענים במאיץ החלקיקים בצרן (CERN) חושבים שאכן גילו את עקבותיו של בוזון ההיגס. שני גלאי חלקיקים במאיץ- CMS  ואטלס-גילו, כל אחד בנפרד, את העקבות האפשריים הללו.

החודש (ינואר 2012) מפרסם הפיזיקאי והיסטוריון המדע פרופסור דיויד קייזר (David Kaiser) מאוניברסיטתMIT  שבארה"ב מאמר בנושא. לדבריו, גילויו האפשרי של בוזון ההיגס הוא ציון דרך היסטורי בפיזיקת החלקיקים.

במאמרו הוא מסביר שלשם גילוי אפשרי של בוזון ההיגס יש להאיץ פרוטונים למהירות הקרובה למהירות האור, ולגרום להתנגשויות בין פרוטונים שהואצו למהירויות אלו. התנגשויות כאלו יוצרות סוגים שונים של תוצרים, והמדענים מנתחים תוצרים אלו בעזרת אלגוריתמים מתוחכמים.

פרופסור קייזר מוסיף ומסביר שישנם שני מכשולים עיקריים ב"מצוד" אחר בוזון ההיגס:

ראשית, צריך לזהות בין כל תוצרי ההתנגשות דפוסים של יצירת בוזוני ההיגס ושל דעיכתם המהירה. אלו הם דפוסים ידועים באופן תיאורטי, והם חורגים מדפוסים מוכרים אחרים. הדבר דומה לחיפוש מחט בערמה של שחת.

שנית, ישנה בעיה סטטיסטית: המודל הסטנדרטי מבוסס על תיאורית הקוונטים, אשר הינה סטטיסטית בעיקרה. תמיד יכולה להתקבל תוצאה אשר אינה סבירה מבחינה סטטיסטית, כשם שבהטלת מטבע רגיל (שאינו מוטה) מספר מסוים של פעמים יכול להתקבל רצף של מעל עשרה "עצים", שאינו סביר מבחינה סטטיסטית. אם נחזור לבוזוני ההיגס, החריגות שמתגלות כאן בניסויי ההתנגשות יכולות לנבוע באופן סטטיסטי  מתופעות אחרות שאינן בוזוני ההיגס. לפני שמכריזים על חריגות אלו כעל הוכחה לקיומו של ההיגס, יש לשלול אפשרויות אחרות.

גם כעת, משנתגלו בצרן עקבות אפשריים של בוזון ההיגס, יש לזכור כי קיים סיכוי של כ-1 לאלפיים שעקבות אלו נוצרו כתוצאה מתהליכים אחרים. לכן, המחקר כמובן נמשך. יכול להיות שעדיין לא נתפס החלקיק האלוהי, אך זוהי העדות החזקה ביותר לקיומו שנתקבלה לאחר 50 שנה של מצוד אחריו.