Φήμες για την ανακάλυψη του μποζονίου του Χιγκς

Το μποζόνιο Χιγκς αναμένεται να ανοίξει νέους δρόμους στην Φυσική

Αναταραχή επικρατεί στην παγκόσμια επιστημονική κοινότητα από ένα εσωτερικό υπόμνημα που διέρρευσε από τα εργαστήρια του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Πυρηνικών Ερευνών, το γνωστό CERN, στο οποίο αναφέρεται ότι σε κάποιο από τα πειράματα που έγιναν εκεί είναι πιθανό να εντοπίστηκε το μποζόνιο Χιγκς.  Πρόκειται για ένα σωματίδιο που αποτελεί τον ακρογωνιαίο λίθο της σωματιδιακής Φυσικής αφού είναι εκείνο που θα λύσει τον γρίφο για την ύπαρξη της μάζας στην ύλη.

Ο εντοπισμός του μποζονίου Χιγκς αποτέλεσε μια από τις βασικές αιτίες για τις οποίες αποφασίστηκε η δημιουργία του νέου γιγάντιου επιταχυντή LHC που κόστισε περίπου δέκα δις ευρώ. Το υπόμνημα που αναφερόταν σε πιθανό εντοπισμό του μποζονίου Χιγκς έκανε όπως αναμενόταν τον γύρο του κυβερνοχώρου δημιουργώντας σάλο στην επιστημονική κοινότητα.

Το μποζόνιο Χιγκς

Το σωματίδιο πήρε το όνομα του από τον Βρετανό επιστήμονα Πίτερ Χιγκς που ήταν ο πρώτος που μίλησε για αυτό πριν από 44 χρόνια. Το μποζόνιο Χιγκς είναι το μόνο από τα σωματίδια του Καθιερωμένου Μοντέλου που εξακολουθεί να διαφεύγει από τα όργανα παρατήρησης των ερευνητών. Αυτό συμβαίνει γιατί, σύμφωνα με τη θεωρία, εμφανίζεται μόνο σε εξαιρετικά υψηλές ενέργειες σαν αυτές που παρήχθησαν αμέσως μετά την Μεγάλη Έκρηξη.

Στα πειράματα που γίνονται με τον LHC γίνονται συνεχώς προσπάθειες αναδημιουργίας των συνθηκών που επικράτησαν όταν συνέβη η Μεγάλη Έκρηξη και έτσι πιστεύεται ότι είναι πολύ πιθανό να εντοπιστεί εκεί το μποζόνιο. Ο Πίτερ Χιγκς πιστεύει ότι με την χρήση του επιταχυντή στο CERN είναι πλέον θέμα χρόνου για να επιβεβαιωθεί και πειραματικά η ύπαρξη του μποζονίου που φέρει το όνομά του. Ο 82χρονος επιστήμονας ευελπιστεί ότι αυτό θα συμβεί σύντομα ώστε να προλάβει να πάρει στα χέρια του το Νόμπελ Φυσικής που θεωρείται βέβαιο ότι θα λάβει σε περίπτωση που κάνει την εμφάνιση του το μυστηριώδες σωματίδιο.

Οι τελευταίες φήμες για πιθανή ανίχνευση του προέρχονται από ένα ανώνυμο σχόλιο, πάνω σε μια περίληψη μιας εργασίας, στο blog του Peter Woit, πριν μια εβδομάδα.

Η περίληψη αναφέρεται σε μια εργασία τεσσάρων φυσικών που ασχολούνται με τον ανιχνευτή ATLAS του LHC, αν και η πλήρης εργασία δεν έχει δημοσιευτεί ακόμη δημοσίως, παρά μόνο η περίληψη.

Οι συγγραφείς της περίληψης λένε ότι τα στοιχεία του ATLAS δείχνουν περισσότερα ζεύγη φωτονίων από όσα αναμένονταν με μια ενέργεια των 115 GeV.

Ο αριθμός αυτός είναι άκρως ενδιαφέρον γιατί πολλοί φυσικοί πιστεύουν ότι το μποζόνιο Higgs πιθανό να έχει μάζα περίπου 115 GeV – τουλάχιστον εάν η υπερσυμμετρία, μια δημοφιλής θεωρία που ολοκληρώνει κάποιες από εκκρεμότητες του καθιερωμένου μοντέλου, είναι ορθή.

Το σωματίδιο Χιγκς θα πρέπει περιστασιακά να διασπάται σε ένα ζεύγος φωτονίων, τα οποία θα παράγουν ένα σήμα (συντονισμό), 30 φορές μικρότερο από αυτό που αναφέρεται στην περίληψη, αν βεβαίως το Higgs έχει τις ιδιότητες που προβλέπεται από το καθιερωμένο μοντέλο. Δηλαδή θα πρέπει να είναι πάρα πολύ μικρό για να το δούμε.

Άλλοι όμως φυσικοί έχουν δώσει κάποιες άλλες εξηγήσεις για το σήμα. Ωστόσο, θα μπορούσε να είναι η φήμη σωστή μόνο αν το Higgs συμπεριφέρεται διαφορετικά από το αναμενόμενο. Μερικοί φυσικοί έχουν φανταστεί πολλούς τρόπους για να επεκτείνουν το Καθιερωμένο Μοντέλο, που θα μεταβάλουν τις ιδιότητες του Χιγκς. Κάποιες νέες ιδέες συμφωνούν με το σήμα που αναφέρεται στην περίληψη.

Ή ίσως το σήμα θα μπορούσε να οφείλεται σε ένα απροσδόκητο νέο σωματίδιο παρά στο Higgs.

Αλλά ίσως η πιο πιθανή εξήγηση είναι ότι το σήμα είναι λάθος. Οι συγκρούσεις των σωματιδίων είναι ‘ακατάστατες’ και θέλουν πολύ προσεκτική ανάλυση για την εξήγηση τους. Ένα λάθος κάπου στην πορεία των υπολογισμών θα μπορούσε να κάνει ένα σήμα να φαίνεται ότι δεν είναι πραγματικά εκεί.

Αξίζει να σημειωθεί ότι ο ισχυρισμός αυτός είναι σε ένα πολύ πρώιμο στάδιο. Προφανώς η δημοσίευση δεν έχει εγκριθεί ακόμα από τους εκατοντάδες επιστήμονες του ATLAS.

Επικαιροποίηση: Γνήσιο είναι το υπόμνημα (report) που αναφέρει πιθανή ανίχνευση του μποζονίου Χιγκς, σύμφωνα με νεώτερη δήλωση του James Gilles του CERN, αν και θεωρείται πρόωρη οποιαδήποτε σχετική αναφορά 

και λίγη περισσότερη θεωρία....

Μποζόνια: σωμάτια που υπακούουν στη στατιστική Bose-Einstein. Έχουν ακέραιο spin. Μποζόνια είναι όλα τα σωμάτια αλληλεπίδρασης (φωτόνια, γλοιόνια, βαρυτόνια, W+, W_, Z).
Καθιερωμένο πρότυπο (Standart Model) : η θεωρία που περιγράφει τα στοιχειώδη σωματίδια και τις μεταξύ τους αλληλεπιδράσεις , εκτός της βαρύτητας.Σύμφωνα με αυτό το πρότυπο υπάρχουν 12 στοιχειώδη σωμάτια ( δες φωτογραφία ) 6 λεπτόνια και 6 κουαρκς. Τα στοιχειώδη σωμάτια αλληλεπιδρούν μεταξύ τους με την ανταλλαγή μποζονίων.
Μηχανισμός Higgs: εξηγεί πώς τα σωματίδια αποκτούν μάζα και γιατί οι μάζες τους είναι τόσο διαφορετικές. Το σωματίδιο Higgs είναι μία από τις συνιστώσες του πεδίου Higgs και η ύπαρξή του προβλέπεται από το Καθιερωμένο πρότυπο. Η εύρεση του σωματιδίου Higgs θα κλείσει ένα από τα ελάχιστα κενά του Καθιερωμένου προτύπου.
Επειδή ο χρόνος ζωής του σωματιδίου Higgs είναι πάρα πολύ μικρός η ανίχνευσή του θα παρατηρηθεί έμμεσα μέσω των προϊόντων που διασπάται και τα οποία είναι ανιχνεύσιμα.

Συχνά το σωματίδιο Higgs αναφέρεται ώς σωματίδιο του Θεού. Αυτός ο χαρακτηρισμός ποτέ δεν δίνεται από επιστήμονες αλλά είναι μια "εξυπνάδα" των ΜΜΕ που εκμεταλλεύτηκαν (με κάκιστο τρόπο) ένα εκλαϊκευτικό βιβλίο του Lederman με αντίστοιχο τίτλο. Μάλιστα, είναι ενδιαφέρον να ακουστεί πώς μπήκε αυτός ο τίτλος ("The God Particle") στο βιβλίο Η αρχική πρόταση του Lederman ήταν "The Goddam Particle", δηλαδή το καταραμένο σωματίδιο, που ο εκδότης δεν το δέχτηκε και το άλλαξε σε God Particle !!!! Αυτά από μια συνέντευξη που είχε δώσει ο ίδιος ο Higgs . Την παραπάνω πληροφορία μου έδωσε ο Ν.Δ. Τράκας Αναπληρωτής καθηγητής του ΕΜΠ.

Πηγές και σχετική αρθρογραφία:

Βήμα Science
Physics 4u
Physics ntua
Καθημερινή
Σελίδες φυσικής
Britannica
καθώς και το Εισαγωγή στη Σύγχρονη Φυσική Ι.Γραμματικάκη Εκδόσεις Δημόπουλου