החלקיק האלוהי

הכפר ההררי קְרוֹזֶה שבמזרח צרפת חולש על מרחבים של נוף כפרי. על השׂדות למטה פזורים כפרים ובתי חווה, וכמה כבישים צרים משתרכים להם ביניהם. מלבד קומץ בניינים מודרניים, הערוכים בטבעת ענקית בתוך הנוף, אין שום דבר שנראה לא־רגיל.

אבל המקום הזה לגמרי לא־רגיל. כמה מהבניינים האלה שעל פני השטח מסתירים פִּירים עמוקים שמגיעים עד למכונה הגדולה והמתוחכמת ביותר שהאנושות בנתה אי־פעם. אילו קרע אותה איזה ענק מן האדמה והציב אותה כמו חישוק בניצב לקרקע, היא היתה מגיעה לגובה של שמונה קילומטרים ויותר בשמים. רק החשמל שנחוץ כדי להדליק את המכונה ישתווה לצריכה החודשית של עיר גדולה.

כאן שוכן מאיץ ההַדְרוֹנים הגדול, מרסק אטומים בשוֹוי מיליארדי דולרים, שאירגון CERN, האירגון האירופי למחקר גרעיני, מפעיל בשולי ז'נווה. יותר מעשרים מדינות התאחדו כדי לממן את המפלצת הזאת, והקמתה נמשכה יותר מעשר שנים. עשרת אלפים מדענים, כאן ובמעבדות בכל רחבי העולם, מחוברים אל המידע שהיא מפיקה.

בתוך המכונה מוּאצים חלקי אטומים במהירות הקרובה כחוט השערה למהירות האור, והם מוּטחים זה בזה בהתנגשויות חזיתיות. הפעולות האלה של אלימוּת מתוזמרת משחזרות את התנאים ששׂררו ברגעים הראשונים שלאחר המַפּץ הגדול, אותה התפרצות קוסמית שהולידה את היקום. כאן, בין ניצוצות מתרוצצים של אש קדמונית, מדענים מחפשים את התשובות לחידות העמוקות ביותר של הטבע.

אחת החידות האלה, אולי המרתקת מכולן, הדריכה את מנוחתם של מדענים במשך כמעט חצי מאה. המדענים לא מצליחים להסביר לָמה גופים שוקלים כפי שהם שוקלים. הם יכולים להתקרב אל הפתרון, אפילו להתקרב מאוד, אבל תמיד חסר משהו. והם יודעים למה. אם תרסקו משהו לרסיסים, לאבק, אחר־כך לאטומים, אחר־כך לחלקי אטומים, תגיעו בסופו של דבר אל אבני הבניין הקטנות ביותר של החומר. האמת המביכה והתמוהה היא שהמדענים אינם יודעים מדוע לחלקיקים האלה - שמהם עשוי כל שאר החומר - יש בכלל מסה כלשהי.

והנה, בשנת 1964, מדען שישב במשרדו באֶדינבּוֹרוֹ ועבד עם עט ונייר, נתקל במה שלדעת המדענים הוא פתרון החידה. פּיטר היגְס (Higgs) ראה לנגד עיניו שׂדה בלתי־נראה שמגיע עד קצווי היקום. בראשית הזמן היה השׂדה הזה רדום, אבל בשעה שהיקום הצעיר התרחב והתקרר, קם השׂדה לתחייה והתחיל להפעיל את השפעתו. באותו רגע, אבני הבניין חַסרות־המשקל נעשו לאבני בניין בעלות־משקל. עולם חסר־מסה קיבל מסה. התוצאות נראות בכל מקום סביבנו. הן סלע קיומנו.

בלי השׂדה הזה כל היקום שלנו היה סוּפה משתוללת של חלקיקים אצים־רצים אָנֶה ואָנָה במהירות האור. האטומים והמוֹלקוּלוֹת המוּכּרים לנו לא היו קיימים. החומר הקוסמי לעולם לא היה מתאחד ויוצר גלקסיות, כוכבים ופּלנטוֹת. לא היה ליקום שום מיבנה מוכר - שום מקום שמעניק לחיים דריסת רגל ראשונה, מהוססת.

מדען אחד ב־CERN אמר לי פעם שהשׂדה הזה דומה לשלג שירד בלילה וכיסה את הנוף האידילי שעל גבול צרפת־שווייץ. תארו לעצמכם שׂדה המשׂתרע עד אין קץ בכל הכיווּנים. קרני אור נעות בו כאילו הן מצוידות במגלשי סקי: הן שועטות דרכו כאילו הוא לא קיים. לחלק מן החלקיקים יש נעלי שלג, והם מתקדמים לאט יותר. אחרים יחפים, ונגזר עליהם להזדחל בקצב של חילזון. מסה של חלקיק היא פשוט מאוד המידה שבה מעוכבת ההתקדמות שלו בשׂדה.

מאיץ ההַדְרוֹנים הגדול נועד לחשוף אחת ולתמיד את טבעו האמיתי של השׂדה שפּיטר היגְס ראה בעיני רוחו. המכוֹנה אמורה ליצור בשׂדה הזה גלים שנראים כמו חלקיקים המכונים בּוֹזוֹני היגְס. אלה פתיתי השלג שמהם עשוי שׂדה השלג הקוסמי שלנו, והם ההוכחה הסופית שנדרשת למדענים כדי להסביר באופן מלא למה לחומר יש בכלל מסה.

CERN לא היה המקום היחיד שהתנהל בו המירדף אחרי החלקיק. במעבדת פֶרְמילַבּ שבשולי שיקגו, שבה שוכן המאיץ השני בגודלו בעולם, מדענים הציבו את החלקיק הזה בעדיפות עליונה. בשתי המעבדות, משני צידי האוקיינוס האטלנטי, התנהל מסע ציד שנמשך עשור - המירוץ הגדול ביותר בפיזיקה המודרנית. במרס 2013 הסתיים המירוץ בהכרזה של מדעני CERN על גילוי החלקיק.

מציאת חלקיק היגְס היא לא רק עניין של גאווה. זו הפיסה החסרה היחידה במה שנקרא "המודל הסטנדרטי" - מערכת חוקים שמתארת את כל החלקיקים הידועים ביקום. אבל זו רק ההתחלה. חבורה גדלה והולכת של מדענים מאמינה שחלקיק היגְס לא רק יפתור את חידת המסה, אלא גם יפתח שער לעולם נסתר של חלקיקים וכוחות שאנחנו רק מתחילים לנחש את קיומם.

בגלל האופי החמקמק של חלקיק היגְס וחשיבותו העמוקה, פיזיקאי אחד, חתן פרס נוֹבּל, העניק לו כינוי מרחיק־לכת: החלקיק האלוהי. אם תמשיכו לקרוא, ודאי תגלו שרק מעט דברים מאחדים את הפיזיקאים יותר מאשר הזלזול בשם הזה. הבוז שלהם משתווה רק לשמחה של מנסחי הכותרות בעיתונים, שבשבילם החלקיק האלוהי נהיה למושיע מסוג אחר לגמרי.

הספר הזה מספר איך קרה שהיקום קיבל מסה, ואיך רעיון שנכתב בפנקס לפני כחצי מאה נהיה למוקד עולמי של ציד, שעלוּתו מיליארדי דולרים, ומשתתפים בו אלפי מדענים והמכונות הגדולות והמורכבות ביותר שנבנו מעולם. איך שלא תסתכלו עליו, לסיפור הזה יש מסה.