Higgs boson dan perannya di alam semesta bukanlah hal termudah untuk dijelaskan. Itu tidak membantu Higgs memiliki nama panggilan mengerikan "Partikel Dewa atau Tuhan" dan sering digambarkan sebagai "bertanggung jawab atas massa di alam semesta" atau sesuatu seperti itu.
Higgs boson memang merupakan bagian penting dari fisika modern, tetapi mengangkatnya ke status dewa atau Tuhan tampaknya sedikit peregangan, dan keseluruhan "membuat massa" bahkan bukan pekerjaan yang paling penting dari partikel ini;
Fisikawan Leon Lederman menciptakan julukan "God Particle" di awal 90-an dan menggunakannya sebagai judul bukunya tentang masalah ini. Saya yakin dia pikir itu hanya nama yang lucu (terutama karena Lederman mengklaim penerbitnya menolak ide aslinya tentang "Partikel Sialan "), tetapi media menjadi gila dengan nama itu, dan sekarang sulit untuk menguraikan fisika nyata Higgs dari hype.
Nama asli partikel, boson Higgs, sebenarnya cukup informatif. Memang, referensi dua orang, lebih lanjut menyoroti pentingnya partikel: Peter Higgs, yang bersama sekelompok rekan pertama kali mengusulkan partikel kembali pada tahun 1960-an, dan Satyendra Nath Bose, yang merupakan tokoh perintis di awal-awal fisika partikel.
"Boson" adalah istilah untuk salah satu dari dua jenis partikel di alam semesta, dengan yang lainnya disebut "fermion" (setelah Enrico Fermi). Sangat, sangat longgar, bisa menganggap fermion sebagai blok bangunan dunia sehari-hari. Pikirkan elektron, quark, proton, neutrino dan semua teman mereka. Sementara itu, boson adalah kekuatan di antara mereka: foton, gluon dan sebagainya. Jadi di sana, namanya memberi petunjuk: Karena partikel ini disebut "boson," pasti ada hubungannya dengan kekuatan
Tetapi fisika partikel modern tidak benar-benar tentang partikel itu sendiri, dan itu berlaku untuk bos Higgs. Tidak, dalam pandangan kontemporer aturan-aturan alam semesta, objek fisik utama adalah bidang, entitas yang menembus semua ruang dan waktu. Bidang ini dapat mengambil nilai yang berbeda pada titik yang berbeda dalam ruang-waktu, dan setiap nilai sesuai dengan jumlah rata-rata partikel yang dilihat oleh pengamat dalam tambalan itu. Dalam pandangan ini (dan memang, dalam kenyataannya), partikel dapat dibuat dan dihancurkan sesuka hati, hanya dengan menambah atau menghilangkan energi dari lapangan.
Dengan kata lain, Anda bisa menampar sebuah bidang dan membuat beberapa partikel. Satu partikel hanyalah jumlah energi minimum yang mungkin dapat didukung oleh suatu bidang. Setiap jenis partikel yang diketahui para ilmuwan, mulai dari elektron hingga foton, dihubungkan dengan medan bergetar yang mengisi ruang-waktu.
Saya menghabiskan beberapa paragraf untuk membuat perbedaan ini jelas karena perburuan untuk bos Higgs bukan tentang partikel itu sendiri. Mesin seperti Large Hadron Collider sedang mencoba mempelajari bidang Higgs, tetapi satu-satunya cara untuk melakukannya adalah membuat beberapa partikel Higgs (yaitu, beberapa tamparan di lapangan) dan melihat cara kerjanya.
Berbicara tentang pekerjaan: Ini adalah bidang Higgs, bukan partikel Higgs, yang melakukan hal-hal menarik di alam semesta. Alam semesta yang rusak;"Hal menarik" yang dilakukan bos Higgs di alam semesta berkaitan dengan pertanyaan mendasar fisika modern. Fisikawan mengamati empat kekuatan alam: elektromagnetik, nuklir kuat, nuklir lemah, dan gravitasi. Foton membawa gaya elektromagnetik, sedangkan boson W +, W-dan Z membawa gaya nuklir lemah dan satu set gluon membawa gaya nuklir kuat. Keempat kekuatan alam ini, seperti yang telah Anda perhatikan, secara radikal berbeda satu sama lain. Sama sekali tidak seperti keluarga fermion: Di dunia itu, perubahan muatan yang sederhana atau ukuran massa yang berbeda akan memberi Anda jenis partikel baru. Di dunia boson, gaya elektromagnetik benar-benar berbeda dari gaya nuklir lemah dalam hal massa, jarak, dan interaksi, dan masing-masing pembawa gaya mereka bahkan tidak berbicara, apalagi berhubungan satu sama lain.
Tapi kenapa? Sungguh mengapa? Mengapa kekuatan alam begitu berbeda?
Satu petunjuk bagi misteri yang membingungkan ini adalah bahwa, pada kepadatan energi yang cukup tinggi - seperti, katakanlah, di ujung bisnis penumbuk partikel - hanya ada tiga kekuatan alam. Anda membacanya dengan benar: tiga, bukan empat! Ada nuklir kuat, gravitasi, dan hibrida aneh elektromagnetik dan nuklir lemah yang disebut, cukup tepat, gaya bunyi elektromagnetik.