Peter Higgs — Higgsi mehhanismi avastaja ja 2013. aasta Nobeli laureaat
Peter Ware Higgs CH FRS FRSE (sündinud 29. mail 1929 Newcastle upon Tyne'is) on inglise teoreetiline füüsik ja Edinburghi Ülikooli emeriitprofessor.
Ta sai 2013. aasta Nobeli füüsikapreemia Higgsi bosoni, "tänapäeva füüsika kõige otsitavama osakese" olemasolu ennustamise eest. Higgs jagas auhinda François Englert'iga. Higgs nimetati 2013. aastal auväärsete kaaslaste ordeni.
1960. aastatel pakkus ta välja elektritõmbeteooria murtud sümmeetria. See seletab elementaarosakeste massi tekkimist üldiselt. See näitab ka W- ja Z-bosonite päritolu. Higgsi mehhanismina tuntud teooriat pakkusid samal ajal välja mitmed füüsikud. See pakub välja uue osakese, Higgsi bosoni olemasolu. 4. juulil 2012 teatas CERN, et nad on katsetes leidnud uue, Higgsi bosonile väga sarnase osakese, kuid selle omaduste analüüsimiseks on vaja teha rohkem tööd, et näha, kas sellel on standardmudeli Higgsi bosonilt oodatavad omadused.
Higgsi mehhanism on üldtunnustatud kui oluline osa osakeste füüsika standardmudelist, ilma milleta ei oleks osakestel massi.
Higgs on saanud mitmeid auhindu. Nende hulka kuuluvad 1997. aasta Diraci medal ja auhind silmapaistva panuse eest teoreetilisse füüsikasse, 2004. aasta Wolfi füüsikaauhind ja 2010. aasta Sakurai auhind.
Varajane elu ja haridus
Peter Higgs sündis 29. mail 1929 Newcastle upon Tyne'is. Ta omandas bakalaureusekraadi King's College Londonis ning jätkas uurimistööd Edinburghi Ülikoolis, kus ta kaitses doktorikraadi ja hiljem töötas kogu oma teadusliku karjääri vältel. Edinburghis on ta olnud ka pikaajaline õppejõud ning on sealne emeriitprofessor.
Teadustöö ja Higgsi mehhanism
1960. aastate alguses pakkus Higgs välja idee, et teatud tüüpi välja — hiljem nimetati seda Higgsi väljaks — võib vaakumis omada mitte-nullset ootusarvu (nn vaakumimääratlus), mille tagajärjel murdub vastava teooria sümmeetria ja gauge-bosonid omandavad massi. See mehhanism selgitab, kuidas elementaarosakestel, sh W- ja Z-bosonitel, võib olla mass, säilitades samas teooria võime säilitada nõutud gauge-sümmeetriad.
Sarnaseid lahendusi pakkusid samaaegselt ka teised teadlased, näiteks François Englert ja Robert Brout ning Gerald Guralnik, C. R. Hagen ja Tom Kibble; eraldi töödest kokku kujunes see, mida tänapäeval nimetatakse Higgsi mehhanismiks. Oluline osa Higgsi ettepanekust oli ka see, et murdunud sümmeetria juures peaks eksisteerima skalaarkvantaosake — Higgsi boson.
Avastamine ja eksperimendid
Higgsi bosoni mass ega teised konkreetsed omadused ei tulenenud mehhanismist otseselt, mistõttu pidi nende leidmiseks toetuma eksperimentidele. Suur edasiminek tuli 4. juulil 2012, kui CERN teatas, et ATLAS ja CMS eksperimendid LHC-s on tuvastanud uue osakese, mis on väga sarnane standardmudeli Higgsi bosonile. Edasised mõõtmised on suurel määral kinnitanud, et leitud osake vastab standardmudeli ennustustele, kuid täpsed omadused ja võimalikud kõrvalekalded on jätkuvalt aktiivse uurimistöö objekt.
Au ja tunnustused
Peter Higgs on pälvinud mitmeid kõrgeid tunnustusi:
- 1997 — Diraci medal (panuse eest teoreetilisse füüsikasse)
- 2004 — Wolfi füüsikaauhind
- 2010 — Sakurai auhind
- 2013 — Nobeli füüsikapreemia (jagatud François Englert'iga)
- 2013 — nimetatud auväärsete kaaslaste ordeni (CH)
Lisaks on higgs tunnustatud mitmete teaduslike seltside liikmena ning talle on antud mitmeid aukraju ja eripreemiaid üle maailma.
Higsi töö tähtsus ja pärand
Higgsi mehhanism on saanud standardmudeli keskseks osaks: see seletab, kuidas elementaarosakestel tekib mass, ilma et rikuks ära mudeli aluseks olevaid fundamentaalseid sümmeetriaid. Samas jääb mitu lahtist küsimust, mida Higgsi avastus ei lahenda — näiteks hierarhia- või looduslikkuseprobleem, Higgsi väljaga seotud ruutenergia skaalad ja võimalikke uusi füüsikaalasid standardmudeli taga. Seetõttu on Higgsi avastus nii kontseptuaalselt olulise aluspõhimõtte kinnitaja kui ka uute teadusuuringute lähtepunkt.
Isiklik ja lõppsõna
Peter Higgs on kuulus oma tagasihoidlikkuse ja mõõduka suhtumise poolest teaduskuulsusse. Tema töö ühendas teoreetilisi ideid ja eksperimentaalseid ootusi ning tema panus on kujundanud kogu kaasaegse osakeste füüsika arusaamist massi olemusest.
Küsimused ja vastused
K: Kes on Peter Ware Higgs?
V: Peter Ware Higgs on inglise teoreetiline füüsik ja Edinburghi ülikooli emeriitprofessor.
K: Kus on Peter Ware Higgs sündinud?
V: Peter Ware Higgs sündis 29. mail 1929 Newcastle upon Tyne'is.
K: Millised akadeemilised tiitlid tal on?
V: Tal on tiitlid CH, FRS ja FRSE.
K: Millises ülikoolis ta töötab?
V: Ta töötab Edinburghi ülikoolis emeriitprofessorina.
K: Millal ta sündis?
V: Ta on sündinud 29. mail 1929. aastal.
K: Mis tüüpi füüsik ta on? V: Ta on teoreetiline füüsik.
K: Kus ta üles kasvas? V: Ta kasvas üles Newcastle upon Tyne'is.
