Nakon cliffhanger-a u prošlom članku vreme je da se vratimo na polja. U prošlom nastavku smo videli šta su klasična polja- entiteti koji se prostiru kroz ceo univerzum i koji imaju određenu vrednost u svakoj tački univerzum. Ukoliko se polje na neki način poremeti u njemu nastaju talasi. Međutim nas u kontekstu ove teme zanimaju kvantna polja, tako da je sada došlo vreme da se upoznamo i sa njima.

Sve što je iznad napisano za klasična polja važi i za kvantna polja. Najpoznatiji primer kvantnih polja su elektro-magnetno polje, i gravitaciono polje. Postoje, međutim, dve osnovne razlike između kvantnih i klasičnih polja:

1. Kvantna polja ne zahtevaju medijum. U primeru pritiska, molekuli vazduha služe kao medijum za prenos zvuka. U vakuumu, recimo, nema molekula, što znači da nema pritiska (polje pritiska je u njemu jednako nuli) i da kroz vakuum ne može da se prostire zvuk. Tako da kada u filmu vidite eksploziju u svemiru, propraćenu zvukom te eksplozije znate da to nije naučno precizno.
Da ponovim, kvantnim poljima taj medijum nije neophodan, zbog toga svetlost (koja predstavlja talas u elektro-magnetnom polju) može da se prostire kroz vakuum.

2. Talasi u kvantnim poljima ne mogu da budi neke arbitrarne veličine, već postoji neka minimalna vrednost koju mogu da imaju. Toj minimalnoj vrednosti fizičari su dodelili ime kvant. Tako se najmanji mogući talas u elektro-magnetnom polju, na primer, naziva foton, tj. foton je kvant elektro-magnetnog polja. Drugim rečima, foton ne može da ima neku proizvoljnu vrednost energije, već postoji neki minimalni iznos (Dat relacijom E = hv, E – energija, h- plankova konstanta (jedan veoma mali broj), v- frekvencija fotona), a ostale vrednosti energije moraju da budu celobrojni umnošci minimalne vrednosti (tj. neki visoko energetski foton može da ima duplo, ili troduplo, ili desetostruko veću energiju od minimalne, ali ne može da ima 1,87 puta više energije od minimalne energije). Ovo njihovo svojstvo ukazuje da se oni, pored toga što su talasi, ponašaju i kao čestice.

Da bi ste ovo bolje shvatili, zamislite da ste na moru, i poveći talas koji udara u vas. Deo tog talasa će preći preko vas, ali će nositi manje energije nego na početku, pošto će se deo talasa razbiti o vas. Kod kvanta (npr. fotona) to nije moguće, pošto oni predstavljaju minimalni iznos energije, ne mogu se podeliti tako da se jedan deo odbije a drugi pređe dalje. Ponašaju se, prema tome, onako kako se ponašaju biljarske kugle na primer, ili će da prođu celi ili će da se odbiju celi.

Tojest, ponašaju se kao stvari koje mi u svakodnevnom životu nazivamo česticama. Pa su zbog toga kvanti dobili naziv čestice. Dakle, ono što se u kvantnoj fizici naziva česticom nije baš ni čestica, a nije ni talas, nego i jedno i drugo po malo. Ako vam ovo zvuči sumanuto, i potpuno neintuitivno niste jedini* (pogledajte kraj teksta), Ričard Fajnman je dao čuvenu izjavu koja glasi: ako mislite da ste razumeli kvantnu mehaniku, znači da je niste razumeli.

Jeste, zvuči potpuno sumanuto, ali je tačno, ne samo što je potvrđeno u svim eksperimentima u poslednjih sto godina, nego je na principima kvantne mehanike izgrađena čitava elektronska revolucija.
Ovo izlaganje vas može navesti da pomislite da su polja samo matematičke apstrakcije i ništa više. Fizičari su međutim ubeđeni da su polja stvarni fizički entiteti, i ne samo to, nego du su ona i najfundamentalniji fizički entiteti. Eksperimenti koji su rađeni u proteklih 50 godina izgleda da potvrđuju ovaj stav, uključujući tu i ovaj eksperiment u Cernu, ali o više o tome kasnije.

Da sumiram, kvantna polja ne mogu da imaju talase proizvoljne, već tačno određene veličine, a ti talasi se nazivaju čestice (tj. kvanti, ova dva termina se mahom koriste kao sinonimi)

A ha, reći će neki od vas, znači Higsov bozon je najmanji mogući talas u Higsovom polju.

Upravo tako!

Pa dobro, a šta ti za ime Zevsa znači ono bozon?

E, o tome u narednom nastavku…

* Ukoliko vam ovo ne zvuči čudno razmislite o sledećem. Čestice (one iz svakodnevnog života) su lokalizovane u prostoru. To znači da za neku česticu možemo da kažemo – eno je tamo na stočiću, 5 cm levo od šolje za čaj. Talasi sa druge strane nisu lokalizovani u prostoru, pa ne možemo da kažemo – e evo ga zvuk tamo 10cm-a desno od monitora – zvuk se prostire svuda po sobi. Kvanti imaju tu dualnost, mogu da budu i lokalizovani i nelokalizovani u prostoru.