Efter en timmes spänd väntan stod det äntligen klart att 2013 års Nobelpris i fysik tilldelas François Englert och Peter W. Higgs “for the theoretical discovery of a mechanism that contributes to our understanding of the origin of mass of subatomic particles, and which recently was confirmed through the discovery of the predicted fundamental particle, by the ATLAS and CMS experiments at CERN’s Large Hadron Collider”.

Som medlem i ATLAS-experimentet, ett av de två experiment vid CERN som upptäckte Higgspartikeln förra året, klappar såklart hjärtat lite extra för årets pris. Elementarpartikelfysikgruppen vid Fysikum har varit medlemmar i ATLAS-experimentet sedan dess födelse år 1992 och har aktivt bidragit till upptäckten av Higgspartikeln på många olika plan, alltifrån utveckling och tillverkning av experimentets hårdvara, till dataanalys och olika ledningsuppdrag inom experimentet.

Varför är då BEH-mekanismen (eller Brout-Englert-Higgs-mekanismen som den egentligen heter) värd ett Nobelpris? Jo dels utgör den den sista pusselbiten i den så kallade Standardmodellen för partikelfysik som beskriver den subatomära världen. Dels möjliggör den att den elektromagnetiska och den svaga kraften kan förenas till en enda kraft, den så kallade elektrosvaga kraften.

BEH-mekanismen är absolut nödvändig för att hålla ihop partikelfysikens Standardmodell. Utan den har nämligen teorin problemet att partiklarna som ingår i den inte tillåts att ha någon massa. Försöker man införa masstermer i teorin leder detta till att den så kallade gauge-invariansen, en central egenskap hos teorin, går förlorad. Mot bakgrund av det lanserade Robert Brout och François Englert (i en första publikation) och Peter Higgs (i en något senare publikation), den mekanism som idag bär deras namn. Enligt BEH-mekanismen så genomsyras hela universum av ett Higgsfält, och elementarpartiklarna erhåller massa genom interaktioner med Higgsfältet. Väldigt förenklat kan man likna Higgsfältet vid ett stort fält med snö. Fotonen, som är en masslös partikel, har skidor på sig och flyger obekymrad fram på snön. Elektronen, som har en ganska liten massa, har snöskor och kan ta sig fram ganska obehindrat. Men de stackars toppkvarkarna, de tyngsta av universums alla elementarpartiklar, får pulsa och kämpa sig fram genom snön.

Higgspartikeln själv är en excitation av Higgsfältet, och dess existens är därför ett bevis av själva Higgsfältet. Därför har det alltsedan BEH-mekanismen postulerades på 60-talet varit partikelfysikernas högsta prioritet att hitta den. Problemet var bara det att teorin inte kunde förutsäga Higgspartikelns massa. Därför visste inte vi experimentalister hur kraftfull maskin vi skulle komma att behöva för att skapa den. Och därför tog det oss nästan 50 år att hitta Higgspartikeln – men den fjärde juli förra året var det äntligen dags. De två stora experimenten vid CERN, ATLAS och CMS, gick gemensamt ut och sa att man, helt oberoende av varandra, hittat starka bevis på att Higgspartikeln verkligen registrerats i deras detektorer.

En animation som visar hur signalen i den kanal där Higgspartikeln sönderfaller till två fotoner växer över tid.

Även om årets Nobelpris tilldelats de två teoretiska fysiker som var ledande vad det gäller utvecklandet av BEH-mekanismen så är den experimentella upptäckten av Higgspartikeln central för årets pris. Att få vara en del av en så stor upptäckt är såklart en oerhörd ära, och Fysikums elementarparikelfysiker har all rätt att sträcka på sig lite extra idag!

– Sara Strandberg universitetslektor vid Fysikum, Stockholms universitet och medlem i Oskar Kleincentret
Hon intervjuades on nobelpriset i Studio Ett på Sverigesradio. Lyssna på Higgspartikeln fick årets Nobelpris i fysik

Läs mer:
Fysikpriset: Stockholmsforskare aktiva vid CERN
The Oskar Klein Centre blog