U EKSKLUZIVNOM serijalu u četiri nastavka jedan od najuglednijih hrvatskih fizičara, Goran Senjanović, za čitatelje Indexa ispričat će svoju osobnu i znanstvenu priču o nastanku Standardnog modela – temeljne teorije moderne fizike čestica.

Kao ključni sudionik u razvoju velikih ideja o njemu, Senjanović je ostavio dubok trag u svjetskoj znanosti. Nedavno je predložen za prestižnu chair poziciju na Sveučilištu u Splitu. Ovo je treći dio njegove priče iz prve ruke – o fizici, idejama i borbi za znanstvenu istinu.

>>Prvi dio pročitajte ovdje

>>Drugi dio pročitajte ovdje

Standardni Model i ja sazrijevamo

Nitko nije obratio pozornost na Glashowljevo remek-djelo, nevjerojatno. Meni je zapanjujuće da je tako lijepa teorija bila potpuno ignorirana i dao bih sve da znam bih li je prepoznao da sam bio u blizini - baš kao što bih želio znati bih li prepoznao Van Gogha, mog omiljenog slikara, koji nikada nije uspio prodati sliku za života.

Van Gogh je umro mlad i nikada nećemo znati bi li bio prepoznat da je živio dulje. Glashow je živio i vrijeme je odalo priznanje njegovom velikom djelu, iako po meni još uvijek nedovoljno. Ono što se dogodilo prilično je intrigantno i vrijedno prisjećanja.

Tri godine kasnije, Amerikanac Robert Brout i Belgijanac Francois Englert, te Škot Peter Higgs (dolje), neovisno su riješili problem s kojim se Glashow suočio, kroz ono što se danas naziva Higgsov mehanizam, iako su Brout i Englert zapravo objavili rad mjesec dana prije Higgsa. Napravili su to na onom što nazivamo modelom igračke (toy model), a ne fizikalno relevantnom teorijom.

Nisu imali pojma da će njihova naizgled uzaludna matematička vježba pronaći plodnu primjenu i dovesti do postojanja nove temeljne čestice, proslavljenog Higgsovog bozona za čije je otkriće trebalo pedesetak godina. Međutim, ovo je još jedna sjajna epizoda, koju ćemo ispričati nekom drugom.prilikom.

Propuštena prilika za važan susret

Ono što se sljedeće događa je zgodna priča o propuštenoj prilici. Higgs će biti pozvan na Berkeley gdje je tada bio Glashow, ali Glashow će propustiti njegovo predavanje zbog stomatološkog termina.

Higgs je bio nepoznat i on nije imao pojma da propušta revolucionarnu ideju - inače bi sigurno otkazao posjet zubaru - tako se nikada nije susreo s Higgsom, koji je otišao već sljedećeg jutra. Da je prisustvovao predavanju, sigurno bi prepoznao važnost Higgsovog mehanizma i njih dvojica (ili Glashow sam) bi skoro sigurno na kraju primijenili Higgsov mehanizam na novu teoriju.

Teorija koja je ignorirana godinama

Jedna osoba je bila uistinu sretna zbog njihove propuštene prilike, Steven Weinberg koji je 1967. dovršio operu koristeći upravo Higgsov mehanizam.

Opet, nevjerojatno, nitko nije obratio pozornost, još čudnije nego u slučaju Glashowa, jer je tada Weinberg već bio velika zvijezda na nebu teorijske fizike. Weinbergov rad će neovisno ponoviti Salam godinu dana kasnije, opet ga nitko neće prepoznati. Ovo je jedna od najčudnijih saga u povijesti fizike: izvanredna, jednostavna, prediktivna teorija - a godinama potpuno ignorirana.

Mladi ambiciozni znanstvenik koji ovo čita trebao bi to imati na umu, jer nikad ne znate kada ćete pronaći zlato. Problem je tada zadržati vjeru u sebe, a malo tko to uspijeva.

Sam Glashow je čak uspio zaboraviti svoj klasični rad. 1964., 3 godine nakon svog remek djela, napisao je još jedan znameniti rad vrijedan Nobelove nagrade, kada je u suradnji s američkim fizičarom Jamesom Bjorkenom (jednim od očeva slike kvarkova, ali to je još jedna saga za sebe) predložio postojanje dodatnog kvarka - kojeg su nazvali šarmantnim - koji će se pokazati nužnim zbog matematičke dosljednosti Standardnog Modela. I ovdje potpuno zaboravlja citirati svoj rad iz 1961. koji je sve započeo!

Mjerenja Higgsova bozona u LHC-u

Glashow i Weinberg zapravo se poznaju jako dugo. Obojica su Njujorčani, bili su bliski prijatelji, kolege iz razreda u Bronx School of Science i čak odlučili nastaviti studij na istom sveučilištu. Njihovo je prijateljstvo nestalo s godinama, no osmislili su istu teoriju, potpuno neovisno, pa su čak i završili kao nositelji specijalnih Chair katedri na Harvardu - materijal za roman ili film.

Barem djelomično, problem je morao proizaći iz Weinbergovog propusta da pravilno prizna rad svog starog prijatelja iz srednje škole -  bio sam izravni svjedok - do danas je primio lavovski dio priznanja, što je po meni velika nepravda. Činjenica je da je Glashow došao na izvornu ideju - uz svo poštovanje koje Weinberg i Salam zaslužuju za njezino dovršavanje, Glashow je pravi otac Standardnog Modela elektroslabih interakcija.

Salam i Weinberg su s druge strane postali veliki prijatelji nakon suradnje na važnom radu iz 1962. godine, s engleskim fizičarom Jeffreyjem Goldstoneom koji je neovisno od Higgsa - pa čak i prije njega - predvidio postojanje Higgsovog bozona. To je još jedna priča koju vrijedi ispričati, ali u drugoj prigodi. Ni vrijeme ni prostor ne dopuštaju mi da odam priznanje ovoj važnoj povijesnoj epizodi, sa svojim herojima i svojom dramom.

Pojava matematičkog genija

Tri protagonista SM-a nastavila su sa istraživanjem, naizgled čak i oni zaboravljajući na svoje veliko djelo. Svijet ih je ignorirao, a kao što sam kazao, djelomična isprika mogla bi ležati u činjenici da nisu mogli dokazati matematičku dosljednost njihove teorije.

Weinberg je uvijek tvrdio da je nastavio pokušavati, bezuspješno - vjerujem mu jer mi je to potvrdilo niz mlađih ljudi s Harvarda. Bio je potreban genij nizozemskog doktoranda, Gerarda 't Hoofta (na slici iznad), koji se, poput D'Artagnana koji daje svježu krv trojici mušketira, pojavljuje niotkud 1972. godine i pokazuje da SM omogućuje precizna fizička predviđanja.

Tada, konačno, svijet obraća pozornost i u osnovi poludi od uzbuđenja. Trebat će samo godinu dana da se otkrije nova slaba interakcija povezana sa Z bozonom, dvije godine da se otkrije šarmantni kvark čiju je masu 1969. godine predvidio isti Glashow, zajedno s Johnom Illiopoulosom iz Grčke i Lucianom Maianijem iz Italije, mladim postdoktorandima na Harvardu.

Oni su osmislili ono što je poznato kao GIM mehanizam, još jedno veliko otkriće koje je ignorirao Nobelov odbor - zbog neznanja, nedostatka hrabrosti, tko zna.

Naš veliki eksperimentalac Denegri, Weinberg i predbacivanja supruge

Raspad Z bozona

Ovo veliko doba kulminirat će 1983. godine kada su W i Z bozon izravno detektirani na CERN-u u eksperimentima koje su vodili Pierre Darriulat iz Francuske i Carlo Rubbia iz Italije, uz sudjelovanje Daniela Denegrija, našeg eksperimentalnog fizičara.

Rubbia je dobio Nobelovu nagradu, Darriulat ne - toliko o nagradama i znanstvenoj pravdi. Ponekad su, međutim, nagrade poštene, 't Hooft je dobio Nobelovu nagradu 2002. godine, zajedno sa svojim mentorm Tiniusom Veltmanom, koji ga je uveo u temu i kasnije surađivao na rigoroznom utvrđivanju matematičke valjanosti SM-a.

Čini se da je Weinberg cijeli život žalio što on nije uspio u tome - koristim prošlo vrijeme jer je nažalost preminuo prije 2 godine - volio je kazati (osobno i meni na jednom ručku) kako bi mu supruga, kad god bi rekao nešto glupo kod kuće, poručila: 'Ušuti blesane, nisi mogao razraditi ni vlastitu teoriju'.