कैसे हिग्स बोसोन मिला

संपादक का ध्यान दें: 8 अक्टूबर 2013 को, पीटर हिग्स और फ्रेंकोइस एंगलर्ट ने हिग्स बोसोन पर अपने काम के लिए भौतिकी में नोबेल पुरस्कार जीता। नीचे, हमारे विज्ञान स्तंभकार ब्रायन ग्रीन ने खोज के पीछे के विज्ञान की व्याख्या की है।

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ATLAS डिटेक्टर, सर्न के लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर में कण स्मैशअप में मायावी हिग्स बोसॉन को हाजिर करने के लिए दो प्रयोगों में से एक, एक सौ 747 जेट्स और घरों में 1, 800 मील से अधिक केबल का वजन है। (क्लाउडिया मार्कोलोनी / सर्न) बड़े हैड्रॉन कोलाइडर में कॉम्पैक्ट मून सोलेनॉइड अधिनियम में कणों को पकड़ता है। (माइकल होच / सर्न) ड्राइंग बोर्ड पर वापस: भौतिक विज्ञानी पीटर हिग्स ने एक कण के द्रव्यमान के स्रोत का वर्णन करते हुए अपने प्रसिद्ध समीकरण को दिखाया। इसे सच साबित करने में आधी सदी लग जाएगी। (स्टुअर्ट वालेस / स्पलैश समाचार / न्यूज़कॉम) टीम एटलस डिटेक्टर के साथ काम करती है, जो दो प्रयोगों में से एक है, जो मायावी हिग्स बोसॉन को कण स्मैशअप में हाजिर करती है। (क्लाउडिया मार्कोलोनी / सर्न) स्थापना से पहले, CMS डिटेक्टर के अंश CERN के एक सफाई कक्ष में रहते थे। (मैक्सिमिलिन ब्राइस, माइकल होच, जोसेफ गोबिन / सर्न) CMS डिटेक्टर में चुंबक पृथ्वी के रूप में 100, 000 बार एक चुंबकीय क्षेत्र का उत्पादन करता है। (गोबिन / सर्न) हिग्स बोसोन के हस्ताक्षरों का पता लगाने के लिए सीएमएस डिटेक्टर का एक क्लोज़-अप दो प्रयोगों में से एक है। (गोबिन / सर्न) हालांकि हिग्स बोसोन प्रत्यक्ष रूप से बहुत संक्षिप्त रूप में पाया जाता है, सीएमएस में भौतिक विज्ञानी प्रोटॉन-प्रोटॉन टकराव के बाद पीछे छोड़ दिए गए कणों की बौछार का अध्ययन करके अपने अस्तित्व का अनुमान लगा सकते हैं। (टी। मैककौली, एल। टेलर / सर्न)

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भौतिकी के इतिहास में एक प्रसिद्ध कहानी एक 5 वर्षीय अल्बर्ट आइंस्टीन, बिस्तर में बीमार, अपने पिता से एक खिलौना कम्पास प्राप्त करने के बारे में बताती है। कार्य में अदृश्य शक्तियों द्वारा लड़का हैरान और मंत्रमुग्ध दोनों था, कम्पास सुई को उत्तर की ओर इंगित करने के लिए पुनर्निर्देशित करता था जब भी उसकी आराम करने की स्थिति परेशान होती थी। उस अनुभव से, आइंस्टीन ने बाद में कहा, उन्हें विश्वास दिलाया कि प्रकृति के लिए एक गहरी छिपी हुई आज्ञा थी, और उसे अपना जीवन इसे प्रकट करने की कोशिश करने के लिए खर्च करने के लिए मजबूर किया।

हालाँकि यह कहानी एक सदी से अधिक पुरानी है, लेकिन कॉन्ड्रम के युवा आइंस्टीन ने समकालीन भौतिकी में एक महत्वपूर्ण विषय के साथ प्रतिध्वनित किया, जो कि पिछले 50 वर्षों के क्षेत्र में सबसे महत्वपूर्ण प्रयोगात्मक उपलब्धि के लिए आवश्यक है: खोज, एक साल पहले जुलाई हिग्स बोसोन की।

मुझे समझाने दो।

सामान्य रूप से विज्ञान, और विशेष रूप से भौतिकी, पैटर्न चाहते हैं। एक वसंत को दो बार दूर तक फैलाएं, और दो बार प्रतिरोध का अनुभव करें। एक तरीका। किसी वस्तु को उसके द्रव्यमान को स्थिर रखते हुए बढ़ाता है, और पानी में तैरता है। एक तरीका। पैटर्न को ध्यान से देखने पर, शोधकर्ता भौतिक कानूनों को उजागर करते हैं जिन्हें गणितीय समीकरणों की भाषा में व्यक्त किया जा सकता है।

कम्पास के मामले में एक स्पष्ट पैटर्न भी स्पष्ट है: इसे स्थानांतरित करें और सुई फिर से उत्तर की ओर इशारा करती है। मैं एक युवा आइंस्टीन सोच सकता हूं कि एक सामान्य कानून होना चाहिए जो निलंबित धातु सुइयों को उत्तर की ओर धकेल दिया जाए। लेकिन ऐसा कोई कानून मौजूद नहीं है। जब किसी क्षेत्र में एक चुंबकीय क्षेत्र होता है, तो कुछ धात्विक वस्तुएं एक बल का अनुभव करती हैं जो उन्हें क्षेत्र की दिशा के साथ संरेखित करता है, जो भी दिशा होती है। और पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र उत्तर की ओर इंगित करता है।

उदाहरण सरल है लेकिन पाठ गहरा है। प्रकृति के पैटर्न कभी-कभी दो अंतर्निर्मित विशेषताओं को दर्शाते हैं: मौलिक भौतिक नियम और पर्यावरणीय प्रभाव। यह प्रकृति का प्रकृति बनाम पोषण का संस्करण है। कम्पास के मामले में, दोनों को अलग करना मुश्किल नहीं है। चुंबक के साथ इसे जोड़कर, आप आसानी से निष्कर्ष निकालते हैं कि चुंबक का उन्मुखीकरण सुई की दिशा निर्धारित करता है। लेकिन ऐसी अन्य परिस्थितियां भी हो सकती हैं, जहां पर्यावरणीय प्रभाव बहुत अधिक व्यापक हैं, और इसलिए हेरफेर करने की हमारी क्षमता से परे, उनके प्रभाव को पहचानना कहीं अधिक चुनौतीपूर्ण होगा।

भौतिक विज्ञानी मछली के बारे में एक दृष्टांत बताते हैं जो भौतिकी के नियमों की जांच करता है, लेकिन अपने पानी की दुनिया के लिए अभ्यस्त वे इसके प्रभाव पर विचार करने में विफल रहते हैं। मछली पौधों की कोमल लता के साथ-साथ अपनी खुद की स्थिति को समझाने के लिए शक्तिशाली रूप से संघर्ष करती है। वे अंततः जो कानून ढूंढते हैं वे जटिल और अलौकिक हैं। फिर, एक शानदार मछली के पास एक सफलता है। शायद जटिलता सरल मौलिक कानूनों को दर्शाती है जो एक जटिल वातावरण में खुद को अभिनय करते हैं - एक जो एक चिपचिपा, असंगत और व्यापक तरल पदार्थ से भरा है: महासागर। सबसे पहले, व्यावहारिक मछली को अनदेखा किया जाता है, यहां तक ​​कि उपहास भी किया जाता है। लेकिन धीरे-धीरे, दूसरों को भी एहसास होता है कि उनके पर्यावरण, इसकी परिचितता के बावजूद, उनके द्वारा देखी जाने वाली हर चीज पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है।

क्या दृष्टांत ने घर के करीब काट दिया है जितना हमने सोचा था? हो सकता है कि पर्यावरण की अन्य सूक्ष्म, अभी तक व्यापक विशेषताएं हो सकती हैं, जो अब तक, हम अपनी समझ में ठीक से मोड़ने में विफल रहे हैं? जिनेवा में लार्ज हैड्रोन कोलाइडर द्वारा हिग्स कण की खोज ने भौतिकविदों को आश्वस्त किया है कि इसका उत्तर हां में एक शानदार है।

लगभग आधी सदी पहले, पीटर हिग्स और मुट्ठी भर अन्य भौतिक विज्ञानी एक बुनियादी भौतिक विशेषता: द्रव्यमान की उत्पत्ति को समझने की कोशिश कर रहे थे। आप द्रव्यमान को एक वस्तु के रूप में देख सकते हैं या, थोड़ा और अधिक सटीक रूप से, प्रतिरोध के रूप में यह अपनी गति को बदलने की पेशकश करता है। अपनी गति बढ़ाने के लिए मालगाड़ी (या पंख) पर धक्का दें, और आपको जो प्रतिरोध महसूस होता है, वह उसके द्रव्यमान को दर्शाता है। सूक्ष्म स्तर पर, मालगाड़ी का द्रव्यमान उसके घटक अणुओं और परमाणुओं से आता है, जो स्वयं मूलभूत कणों, इलेक्ट्रॉनों और क्वार्क से निर्मित होते हैं। लेकिन इन और अन्य मूलभूत कणों का द्रव्यमान कहां से आता है?

जब 1960 के दशक में भौतिकविदों ने क्वांटम भौतिकी में निहित समीकरणों का उपयोग करके इन कणों के व्यवहार को मॉडल किया, तो उन्हें एक पहेली का सामना करना पड़ा। यदि उन्होंने कल्पना की कि कण सभी बड़े पैमाने पर थे, तो समीकरणों में प्रत्येक शब्द एक पूर्ण हिमपात के पैटर्न की तरह पूरी तरह से सममित पैटर्न में क्लिक किया गया। और यह समरूपता केवल गणितीय रूप से सुरुचिपूर्ण नहीं थी। इसने प्रायोगिक आंकड़ों में स्पष्ट किए गए पैटर्न को समझाया। लेकिन, और यहाँ की पहेली-भौतिकविदों को पता था कि कणों में द्रव्यमान होता है, और जब उन्होंने इस तथ्य को ध्यान में रखते हुए समीकरणों को संशोधित किया, तो गणितीय सद्भाव खराब हो गया। समीकरण जटिल और अनियंत्रित हो गए और, अभी भी असंगत हैं।

क्या करें? यहाँ हिग्स द्वारा आगे रखा गया विचार है। सुंदर समीकरणों के गले के नीचे कणों की मालिश न करें। इसके बजाय, समीकरणों को प्राचीन और सममित रखें, लेकिन उन्हें अजीब वातावरण में संचालित करने पर विचार करें। कल्पना कीजिए कि अंतरिक्ष के सभी समान रूप से एक अदृश्य पदार्थ से भरे हुए हैं - जिसे अब हिग्स फ़ील्ड कहा जाता है - जो कणों पर एक खींचें बल डालते हैं जब वे इसके माध्यम से गति करते हैं। अपनी गति को बढ़ाने के प्रयास में एक मौलिक कण पर पुश करें और हिग्स के अनुसार, आप इस ड्रैग बल को एक प्रतिरोध के रूप में महसूस करेंगे। बस, आप कण के द्रव्यमान के रूप में प्रतिरोध की व्याख्या करेंगे। एक मानसिक उथल-पुथल के लिए, एक पिंग-पोंग गेंद पानी में डूबे हुए के बारे में सोचो। जब आप पिंग-पोंग बॉल पर धक्का देते हैं, तो यह पानी के बाहर की तुलना में बहुत अधिक भारी लगेगा। पानी के वातावरण के साथ इसकी बातचीत का द्रव्यमान के साथ अंत करने का प्रभाव है। इसलिए हिग्स फील्ड में कण डूब गए।

1964 में, हिग्स ने एक प्रमुख भौतिकी पत्रिका को एक पत्र प्रस्तुत किया जिसमें उन्होंने गणितीय रूप से इस विचार को सूत्रबद्ध किया। कागज खारिज कर दिया गया था। इसलिए नहीं कि इसमें एक तकनीकी त्रुटि थी, बल्कि इसलिए कि अंतरिक्ष में किसी अदृश्य चीज के होने का आधार, कणों के साथ बातचीत करके उनका द्रव्यमान प्रदान करना, ठीक है, यह सब कुछ अटकलबाजी के ढेर जैसा लग रहा था। पत्रिका के संपादकों ने इसे "भौतिकी के लिए कोई स्पष्ट प्रासंगिकता नहीं" माना।

लेकिन हिग्स ने दृढ़ता व्यक्त की (और उनका संशोधित पेपर उस वर्ष बाद में एक अन्य पत्रिका में दिखाई दिया), और भौतिकविदों ने प्रस्ताव का अध्ययन करने के लिए धीरे-धीरे महसूस किया कि उनका विचार प्रतिभा का एक स्ट्रोक था, एक जिसने उन्हें अपना केक खाने की अनुमति दी और खाने के लिए भी । हिग्स की योजना में, मूलभूत समीकरण अपने प्राचीन रूप को बनाए रख सकते हैं क्योंकि कणों के द्रव्यमान को प्रदान करने के गंदे काम को पर्यावरण में वापस लाया जाता है।

जबकि मैं 1964 में हिग्स के प्रस्ताव की प्रारंभिक अस्वीकृति का गवाह नहीं था (ठीक है, मैं आसपास था, लेकिन केवल मुश्किल से ही), मैं 1980 के मध्य तक आकलन कर सकता हूं कि मूल्यांकन बदल गया था। अधिकांश भाग के लिए भौतिकी समुदाय को इस विचार के लिए पूरी तरह से खरीदा गया था कि एक हिग्स क्षेत्र में अंतरिक्ष की अनुमति थी। वास्तव में, एक स्नातक पाठ्यक्रम में मैंने वह कवर किया जिसे पार्टिकल फिजिक्स के मानक मॉडल के रूप में जाना जाता है (क्वांटम समीकरण भौतिकविदों ने पदार्थ के कणों और प्रमुख बलों द्वारा एक दूसरे को प्रभावित करने के लिए इकट्ठा करने के लिए इकट्ठा किया है), प्रोफेसर ने हिग्स को प्रस्तुत किया इस तरह की निश्चितता के साथ कि लंबे समय से मुझे पता नहीं था कि इसे प्रायोगिक तौर पर स्थापित किया जाना बाकी है। अवसर पर, भौतिकी में ऐसा होता है। गणितीय समीकरण कभी-कभी इस तरह की एक ठोस कहानी कह सकते हैं, वे वास्तविकता को इतनी दृढ़ता से विकीर्ण कर सकते हैं, कि वे काम करने वाले भौतिकविदों के मौखिक रूप से प्रभावित हो जाते हैं, इससे पहले कि उनकी पुष्टि करने के लिए डेटा हो।

लेकिन यह केवल आंकड़ों के साथ है कि वास्तविकता का लिंक जाली हो सकता है। हम हिग्स फील्ड के लिए परीक्षण कैसे कर सकते हैं? यहीं पर लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर (LHC) आता है। जिनेवा, स्विटज़रलैंड के तहत सैकड़ों गज की दूरी पर घुमावदार, फ्रांसीसी सीमा पार करते हुए और फिर से, LHC लगभग 17 मील लंबी गोलाकार सुरंग है जो रेसट्रैक के रूप में कार्य करती है। पदार्थ के कणों को एक साथ तोड़ना। LHC लगभग 9, 000 सुपरकंडक्टिंग मैग्नेट से घिरा हुआ है, और दोनों दिशाओं में सुरंग के चारों ओर साइकिल चलाते हुए, प्रोटॉन की स्ट्रीमिंग स्ट्रीमिंग के लिए घर है, जो मैग्नेट प्रकाश की गति से बस शर्मीली करने के लिए तेज करते हैं। ऐसी गति से, प्रोटॉन हर सेकंड में लगभग 11, 000 बार सुरंग के चारों ओर कोड़ा मारता है, और जब मैग्नेट द्वारा निर्देशित किया जाता है, तो पलक झपकते ही लाखों टकराव हो जाते हैं। टकराव, बदले में, कणों के आतिशबाजी जैसे स्प्रे का उत्पादन करते हैं, जो मैमथ डिटेक्टरों को पकड़ते हैं और रिकॉर्ड करते हैं।

एलएचसी के लिए मुख्य प्रेरणाओं में से एक, जिसकी लागत $ 10 बिलियन के आदेश पर है और जिसमें दर्जनों देशों के हजारों वैज्ञानिक शामिल हैं, हिग्स क्षेत्र के लिए सबूत की तलाश करना था। गणित ने दिखाया कि यदि विचार सही है, अगर हम वास्तव में हिग्स क्षेत्र के एक महासागर में डूबे हैं, तो हिंसक कण टकराव क्षेत्र को झटका देने में सक्षम होना चाहिए, क्योंकि दो टकराने वाली पनडुब्बियां पानी से घिसटती होंगी। और हर बार अक्सर, जिगलिंग सिर्फ खेत की एक चोंच से दूर करने के लिए सही होना चाहिए - हिग्स महासागर की एक छोटी बूंद - जो लंबे समय से मांग वाले हिग्स कण के रूप में दिखाई देगी।

गणनाओं से यह भी पता चला कि हिग्स कण अस्थिर होगा, एक दूसरे के ऋणात्मक अंश में अन्य कणों में विघटित होगा। कणों के टकराने और कणों के मलबे के बादलों के मेलेस्ट्रॉम के भीतर, शक्तिशाली कंप्यूटरों से लैस वैज्ञानिक हिग्स के फिंगरप्रिंट की खोज करेंगे - समीकरणों द्वारा निर्धारित क्षय उत्पादों का एक पैटर्न।

4 जुलाई 2012 की सुबह में, मैं जिनेवा में लार्ज हैड्रोन कोलाइडर सुविधाओं में एक प्रेस कॉन्फ्रेंस की लाइव-स्ट्रीम देखने के लिए एस्पेन सेंटर फॉर फिजिक्स के एक सम्मेलन कक्ष में लगभग 20 अन्य स्टालवार्ट्स के साथ इकट्ठा हुआ। लगभग छह महीने पहले, शोधकर्ताओं की दो स्वतंत्र टीमों ने एलएचसी डेटा को इकट्ठा करने और विश्लेषण करने का आरोप लगाया था, जिसमें एक मजबूत संकेत था कि हिग्स कण पाया गया था। अब भौतिकी समुदाय के चारों ओर उड़ने वाली अफवाह यह थी कि टीमों के पास निश्चित रूप से दावा करने के लिए पर्याप्त सबूत थे। इस तथ्य के साथ कि पीटर हिग्स ने खुद को जिनेवा की यात्रा करने के लिए कहा था, घोषणा को सुनने के लिए पिछले 3 बजे रहने के लिए पर्याप्त प्रेरणा थी।

और जैसा कि दुनिया को जल्दी से पता चला, हिग्स कण का पता चला है कि सबूत खोज की दहलीज को पार करने के लिए पर्याप्त मजबूत था। हिग्स कण के साथ अब आधिकारिक रूप से पाया गया, जेनेवा में दर्शकों ने जंगली तालियों की गड़गड़ाहट की, जैसा कि एस्पेन में हमारे छोटे समूह ने किया था, और इसमें कोई संदेह नहीं है कि दुनिया भर में दर्जनों समान सभाएं हुईं। पीटर हिग्स ने आंसू पोंछे।

एक वर्ष की बाधा के साथ, और अतिरिक्त डेटा जिसने केवल हिग्स के मामले को मजबूत बनाने के लिए सेवा की है, यहां मैं इस खोज के सबसे महत्वपूर्ण निहितार्थों को संक्षेप में बताऊंगा।

सबसे पहले, हम लंबे समय से जानते हैं कि अंतरिक्ष में अदृश्य निवासी हैं। रेडियो और टेलीविजन तरंगें। पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र। गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र। लेकिन इनमें से कोई भी स्थायी नहीं है। कोई भी अपरिवर्तित नहीं है। पूरे ब्रह्मांड में कोई भी समान रूप से मौजूद नहीं है। इस संबंध में, हिग्स क्षेत्र मौलिक रूप से अलग है। हमारा मानना ​​है कि इसका मूल्य पृथ्वी पर शनि के समान है, ओरियन नेबुला में, एंड्रोमेडा गैलेक्सी में और हर जगह है। जहाँ तक हम बता सकते हैं, हिग्स क्षेत्र को स्थानिक कपड़े पर अप्रत्यक्ष रूप से अंकित किया गया है।

दूसरा, हिग्स कण पदार्थ के एक नए रूप का प्रतिनिधित्व करता है, जो दशकों से व्यापक रूप से प्रत्याशित था लेकिन कभी देखा नहीं गया था। 20 वीं शताब्दी की शुरुआत में, भौतिकविदों ने महसूस किया कि कणों, उनके द्रव्यमान और विद्युत आवेश के अलावा, एक तीसरी परिभाषित विशेषता है: उनकी स्पिन। लेकिन एक बच्चे के शीर्ष के विपरीत, एक कण की स्पिन एक आंतरिक विशेषता है जो बदलती नहीं है; यह समय के साथ तेज़ या धीमा नहीं होता है। इलेक्ट्रॉनों और क्वार्क का सभी समान स्पिन मान होता है, जबकि प्रकाश के कणों- प्रकाश के कणों का इलेक्ट्रॉन और क्वार्क से दोगुना होता है। हिग्स कण का वर्णन करने वाले समीकरणों से पता चला कि - किसी भी अन्य मौलिक कण प्रजातियों के विपरीत - इसमें कोई भी स्पिन नहीं होना चाहिए। लार्ज हैड्रॉन कोलाइडर के डेटा ने अब इसकी पुष्टि कर दी है।

पदार्थ के एक नए रूप के अस्तित्व की स्थापना एक दुर्लभ उपलब्धि है, लेकिन परिणाम का दूसरे क्षेत्र में प्रतिध्वनि है: ब्रह्मांड विज्ञान, वैज्ञानिक अध्ययन कि कैसे पूरा ब्रह्मांड शुरू हुआ और इस रूप में विकसित हुआ कि अब हम गवाह हैं। कई सालों तक, बिग बैंग सिद्धांत का अध्ययन करने वाले कॉस्मोलॉजिस्टों को स्तब्ध कर दिया गया था। उन्होंने एक साथ इस बात का गहन वर्णन किया था कि कैसे ब्रह्मांड शुरुआत के बाद एक दूसरे विभाजन से विकसित हुआ था, लेकिन वे पहले स्थान पर विस्तार करने के लिए क्या शुरू किया था, इसके बारे में कोई जानकारी देने में असमर्थ थे। इस तरह के शक्तिशाली जावक धक्का किस बल को लगा सकते हैं? अपनी सभी सफलता के लिए, बिग बैंग सिद्धांत ने धमाके को छोड़ दिया।

1980 के दशक में, एक संभावित समाधान की खोज की गई थी, जो एक जोर से हिग्सियन घंटी बजती है। यदि अंतरिक्ष का एक क्षेत्र समान रूप से एक क्षेत्र से ग्रस्त है, जिसके कण-कण घटक स्पिन रहित हैं, तो आइंस्टीन के गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत (सापेक्षता का सामान्य सिद्धांत) से पता चलता है कि एक शक्तिशाली प्रतिकारक बल उत्पन्न किया जा सकता है - एक धमाका, और उस पर एक बड़ा। गणना से पता चला कि हिग्स फील्ड के साथ इस विचार को महसूस करना मुश्किल था; कण द्रव्यमान प्रदान करने और बैंग को ईंधन देने का दोहरा कर्तव्य एक पर्याप्त बोझ साबित होता है। लेकिन आनन्दमय वैज्ञानिकों ने महसूस किया कि एक दूसरे "हिग्स-जैसे" क्षेत्र को प्रस्तुत करके (एक ही लुप्त होने वाली स्पिन, लेकिन अलग-अलग द्रव्यमान और अंतःक्रियाओं को रखते हुए), वे बोझ को विभाजित कर सकते हैं - द्रव्यमान के लिए एक क्षेत्र और दूसरा प्रतिकारक पुश के लिए - और प्रस्ताव धमाके की सम्मोहक व्याख्या। इस वजह से, 30 से अधिक वर्षों के लिए, सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी सख्ती से ब्रह्मांड संबंधी सिद्धांतों की खोज कर रहे हैं जिसमें इस तरह के हिग्स-जैसे फ़ील्ड एक आवश्यक भूमिका निभाते हैं। हजारों जर्नल लेख इन विचारों को विकसित करते हुए लिखे गए हैं, और अरबों डॉलर गहरी अंतरिक्ष टिप्पणियों पर खर्च किए गए हैं - और यह देखने के लिए अप्रत्यक्ष सबूत हैं कि ये सिद्धांत हमारे ब्रह्मांड का सटीक वर्णन करते हैं। एलएचसी की पुष्टि है कि कम से कम एक ऐसा क्षेत्र वास्तव में मौजूद है, जो एक पीढ़ी के ब्रह्मांड सिद्धांत को एक दूर की नींव पर रखता है।

अंत में, और शायद सबसे महत्वपूर्ण है, हिग्स कण की खोज ब्रह्मांड के कामकाज को प्रकट करने के लिए गणित की शक्ति का एक आश्चर्यजनक विजय है। यह एक ऐसी कहानी है जिसे कई बार भौतिकी में पुनरावृत्त किया गया है, लेकिन प्रत्येक नया उदाहरण सिर्फ एक ही है। जर्मन भौतिक विज्ञानी कार्ल श्वार्ज़चाइल्ड के गणितीय विश्लेषण से ब्लैक होल की संभावना उभरी; बाद के अवलोकन ने साबित कर दिया कि ब्लैक होल वास्तविक हैं। बिग बैंग कॉस्मोलॉजी, अलेक्जेंडर फ्रीडमैन के गणितीय विश्लेषणों से उभरी और जार्ज लीमाट्रे; बाद की टिप्पणियों ने इस अंतर्दृष्टि को सही साबित किया। एंटी-मैटर की अवधारणा सबसे पहले क्वांटम भौतिक विज्ञानी पॉल डिराक के गणितीय विश्लेषण से सामने आई; बाद के प्रयोगों से पता चला कि यह विचार भी सही है। ये उदाहरण इस बात का एहसास दिलाते हैं कि महान गणितीय भौतिक विज्ञानी यूजीन विग्नर का क्या मतलब था जब उन्होंने भौतिक ब्रह्मांड का वर्णन करने में गणित की अनुचित प्रभावशीलता की बात की थी। हिग्स क्षेत्र गणितीय अध्ययनों से उभरा है जो बड़े पैमाने पर कणों का समर्थन करने के लिए एक तंत्र की मांग करता है। और एक बार फिर गणित उड़ते हुए रंगों के साथ आया है।

स्वयं एक सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी के रूप में, आइंस्टीन ने "एकीकृत सिद्धांत" को खोजने के लिए समर्पित कई में से एक - प्रकृति की शक्तियों के सभी के बीच गहराई से छिपे हुए कनेक्शन और इस बात पर कि आइंस्टीन ने सपना देखा था, लंबे समय तक कम्पास के रहस्यमय कामकाज द्वारा भौतिकी पर झुका हुआ था। - हिग्स की खोज विशेष रूप से संतुष्टिदायक है। हमारा काम गणित द्वारा संचालित है, और अब तक प्रायोगिक डेटा के साथ संपर्क नहीं किया है। हम उत्सुकता से 2015 की प्रतीक्षा कर रहे हैं जब एक उन्नत और अभी तक अधिक शक्तिशाली एलएचसी को वापस चालू किया जाएगा, क्योंकि एक लड़ाई का मौका है कि नया डेटा सबूत प्रदान करेगा कि हमारे सिद्धांत सही दिशा में बढ़ रहे हैं। प्रमुख मील के पत्थरों में शामिल हैं एक वर्ग की खोज (जिसमें "सुपरसिममेट्रिक कण" कहा जाता है), जो हमारे समीकरणों की भविष्यवाणी करते हैं, या तीनों से परे स्थानिक आयामों की जंगली संभावना का संकेत देते हैं। अधिक रोमांचक अभी भी पूरी तरह से अप्रत्याशित रूप से कुछ की खोज होगी, जो हमें हमारे ब्लैकबोर्ड में वापस भेज देगी।

हम में से बहुत से लोग इन गणितीय पर्वतों को 30 वर्षों तक स्केल करने की कोशिश कर रहे हैं, कुछ और भी लंबे समय तक। कई बार हमें लगा कि एकीकृत सिद्धांत हमारी उंगलियों से परे है, जबकि अन्य समय में हम वास्तव में अंधेरे में टटोल रहे हैं। यह हमारी पीढ़ी के लिए हिग्स की पुष्टि को बढ़ावा देने के लिए एक महान बढ़ावा है, एलएचसी डिटेक्टरों में चबूतरे और दरारें के रूप में महसूस किए गए चार-दशक पुरानी गणितीय अंतर्दृष्टि को देखने के लिए। यह हमें याद दिलाता है कि नोबेल पुरस्कार विजेता स्टीवन वेनबर्ग के शब्दों को दिल से लें: “हमारी गलती यह नहीं है कि हम अपने सिद्धांतों को गंभीरता से लेते हैं, लेकिन हम उन्हें गंभीरता से नहीं लेते हैं। यह महसूस करना हमेशा कठिन होता है कि इन नंबरों और समीकरणों को हम अपने डेस्क पर खेलते हैं जिनका वास्तविक दुनिया के साथ कुछ लेना-देना है। ”कभी-कभी, उन नंबरों और समीकरणों में एक अलौकिक, वास्तविकता के अंधेरे कोनों को रोशन करने की लगभग भयानक क्षमता होती है। जब वे करते हैं, तो हम ब्रह्मांड में हमारे स्थान को प्राप्त करने के बहुत करीब पहुंच जाते हैं।