teadus.ee » Kosmoloogia

Kui te olete kaotanud nõela heinakuhja, siis mõtlete ja kõnelete sellest nõelast palju enam, kui kõigist teie õmbluskarbi nõeltest kokku. Seesama seadus kehtib ka füüsikas.

Juuli teisel nädalal Dublinis toimunud Euroteaduse avatud foorumil ilmnes see avatumalt kui mõnes muus paigas. Mitme füüsiku poolt kuue aastakümne eest välja mõeldud mehhanism, mis andis paberil luua jõuvälja, mille kandjad omakorda andsid paberil osakestele massi, on köitnud kõrgeid energiaid uurivate füüsikute, aga viimased paar aastat ka laiema avalikkuse meeli enam kui meie elu reaalselt sekkuvad elektronid ja prootonid, neutronid ja footonid. Köitis meeli, kuna seda Peter Higgsi nime kandvat osakest ei ole siiani ilmkindlalt kätte saadud.

Osatäitjad

Iirimaa pealinna konverentsikeskuse tõmbevälja koondunud 4500 teadlast, poliitikut, ärimeest ja kunstiinimest ilmutas eriti suurt huvi loengute vastu, mis mingilgi moel Higgsi osakesega seondusid. Oli see siis üheks maailma värvikamaks kosmoloogiks ja edukamaks teaduskirjanikuks kujunenud USA Harvardi Ülikooli füüsikaprofessor Lisa Randall – valge pluus, pikad sirged heledad juuksed, kahe käega kõnepuldist kinni – , või uversumi võimalikku ehitust kirjeldava superstringiteooria rajaja ja populaarne teaduskirjanik Columbia Ülikooli füüsikaprofessor Brian Greene – avatud särgikaelus kuue all, vaba kõnepuldi poos –, kes rabas publikut standardmudeli võrrandi osalise hiiglaslikult pika energialiikmega: „Stringide maailm ei ole üldse meie maailma sarnane, see on täielikult matemaatiline konstruktsioon!“.

Jah, ja muidugi CERNi peadirektor professor Rolf-Dieter Heuer – väärikalt hallid habe ja juuksepärg, vältimatult tume ülikond, hele särk, punane lips – mööda peasaali lava tuiskamas, mikrofon pea küljes, pidulikult kuulutamas: „Me siseneme tumedasse Universumisse!“

Higgsi osakest on nimetatud Jumala osakeseks. Paradoks on selles, et kuigi enamik kõrge energia füüsika inimesi kuulutab end leebemal või karmimal moel ateistideks, ilma Jumala nimeta nad ei pääse. Lisa Randall reklaamib oma värskemat raamatut, mille pealkirjaks on „Koputades Taeva uksele.“ „Knocking on Heavens Door.“ Bob Dylani laulu pealkirja on kosmoloog pannud nimeks Universumi ehitusest pajatavale raamatule.

Rolf Heuer on oma LHC ja Higgsi bosoni jutuga suurem staar kui Bob Geldof oma jutuga, et kasv on eufemism ahnusele. Mõlemat kuulatakse hingevärinal, kuid erinevus on selles, et iga Heueri sõna usutakse. „Me oleme ehitanud supermikroskoobi!“ kuulutab ta. Heueri esinemine on ilmekas, ta kord mõtleb, kord ütleb laval, kord kujundab kätega õhus hoogsalt algosakeste trajektoore, kord muutub ta liikumine hüplikuks, siis suisa tantsib.

Lisa Randall on vaoshoitum. Tema püsib puldis, kuid ei hoia oma emotsioone varjul ometigi.

Ta tsiteerib Suzanne Vega laulusõnu: „Mis on nii väike teie jaoks, on nii suur minu jaoks, kui see on viimane, mida ma näen, panen teid nägema.“

Suured energiad ja väikesed vahemaad, see on see mängumaailm, kus hirmkalliste osakeste kiirenditega askeldavad füüsikud – kellest enamik pole osakeste põrgutit näinudki, vaid vahib päevade ja ööde kaupa arvutiekraani. Mõõtkava loeb, ja mikromaailma nägemiseks tuleb sellesse sisse suumida. Inimskaala ei ole universumi skaala, inimese jaoks tundub see olevat liiga suur. Nõndasamuti tundub inimese jaoks algosakeste skaala olevat liiga väike. Inimene on nende kahe vahel. Kui logaritmilises skaalas mõõta – milles sama pika lõigu moodustab kümme või sada või sada miljonit –, tegutseb inimene täpselt vahepeal.

Libreto

Kui inimene poleks sfäär, siis oleks mure murtud, kõik oleks sümmeetriline. Kuid inimene ei ole sfäär, isegi mitte omaenese peegelpilt. Parem ja vasak ei ole üks ja sama. Ühest väikesest sümmeetria rikkumisest tuleneb ka osakeste ja kogu meile teada oleva mateeria mass. Häda meile, et seda teadaolevat mateeriat on nõnda vähe, vaid neli sajandikku arvatavast kogumateeriast.

Pistan küsimuse massiivsest universumist arutleva seminari juhataja pihku. Kust saab massi Higgsi osakene, mis kõigile teistele massi annab? „Iseendalt,“ kõlab vastus. Lihtsalt, selgelt, veidi põlglikultki. Kas te siis ei teagi või? Tunnistan iseendale vaikselt, et ega ei tea ikka küll.

Iga loll oskab kaks rongi kokku põrutada. Targem peab olema, et Genfis LHC peal kaks prootonite kimpu kokku põrutada. Kuid katsu sa pärast kokkupõrget aru saada, et mis oli mis ja kes oli kes ja kus oli kus. Heuer ja tema kolleegid kinnitavad, et nemad nüüd teavad, täpsusega üks osa miljonist.

Teavad, ja kinnitavad, et on avastatud uus osake. Et otsiti Higgsi osakest, siis kleepub see nimi uuele külge. Kuid keegi ei väida, et on avastatud just nimelt Higgsi osakene. Või täpsemalt – et on avastatud osakene, mille käitumine vastab teooria poolt välja rehkendatud Higgsi osakesele omasele käitumisele.

Kuid Heuer visandab juba uusi arengusuundi. Osake on peaaegu käes – see avab optimismi, et avanevad uued rahakraanid. Higgsi osake on tunginud füüsikast väljapoole. Heuer näitab slaidilt tõestuseks juuni lõpul Londonis Royal Opera House’s esietendunud romantilise Hector Berliozi ooperi Les Troyens hiljutist lavakujundust. Kus on seal Higgs, jääb üles leida nupukal vaatajal.

„Kolmkümmend aastat kitsendasime energeetilisi piire, kust Higgsi osakest otsida, ja ühe aastaga leidsime üles,“ kuulutab Heuer. Ta ei maini, et USA Fermilabi Tevatron tegi ära olulise töö piiride kitsendamisel. Ei maini sõnagagi. Juhtub, inimene on erutatud. „Tulevik on hele tumedas universumis!“ kuulutab ta. Saalitäis rahvast plaksutab empaatiliselt, sama kaasakiskuvalt kui konverentsi avamisel Iiri sammtantsijatele.

Ruumi taga on piisavalt ruumi. Küsib stringiteoreetik Brian Greene: „Mis meil peaks sellega asja olema?“ Ja vastab: „Tahame ühe idee ühendada ühe mütsi alla. Sest on jäänud küsimus – kus tulevad meie maailma dimensioonid?“

Jah, need dimensioonid. Lisa Randall: „Ruumi geomeetria on peidetud, väikestel vahemaadel ja suurtel energiatel ilmnevad efektid.“ on Randalli uue raamatu pealkiri on „Higgsi avastus: Tühja ruumi võimsus“. Kõlab nagu zen. Küsimus jääb, kas zen ja string kõnelevad ühest ja samast tühjast ruumist.

Tiit Kändler

Teadustoimetaja osavõttu ESOF2012 üritustest toetas ajakirja Nature projekt Nature Stars.

Foto: Tiit Kändler

CERNi peadirektor Rolf-Dieter Heuer kõneles dünaamiliselt Higgsi bosoni avastamise loost ja näitas slaidil, et Peter Higgs nagu teisedki inimesed asuvad oma suuruse poolest täpselt universumi suurimate ja vähimate objektide keskel.