Το μποζόνιο Higgs πραγματικότητα ή χίμαιρα; Η επόμενη χρονιά θα δείξει

Το πολυπόθητο μποζόνιο Higgs, που πιστεύεται ότι έχει δώσει σχήμα στο σύμπαν μετά το Big Bang, είτε θα βρεθεί μέσα στους επόμενους 12 μήνες ή θα αποδειχθεί ότι είναι μια χίμαιρα, δήλωσαν οι επικεφαλής των τριών κορυφαίων ερευνητικών κέντρων φυσικής στον κόσμο.

Και οι τρεις επιστήμονες – από το CERN, το Fermilab και το ΚΕΚ της Ιαπωνίας -κατέγραψαν τους εαυτούς τους στους σκεπτικιστές για το αν τα νετρίνο έχει σπάσει το αποδεκτό όριο των φυσικών νόμων και ταξίδεψε γρηγορότερα από την ταχύτητα του φωτός.

«Νομίζω ότι από αυτή τη στιγμή έως το επόμενο έτος θα είμαι σε θέση να σας φέρω μήνυμα για το ότι υπάρχει το μποζόνιο Higgs είτε ότι δεν υπάρχει,» δήλωσε ο Rolf Heuer, γενικός διευθυντής του CERN.

Ο ίδιος ταυτίζεται με τους επικεφαλής του ΚΕΚ, Atsuto Suzuki και του Fermilab, Pier Oddone, που πριν 15 μέρες έκλεισε μετά από 26 χρόνια λειτουργίας του επιταχυντή του Tevatron, και ο οποίος επίσης αναζητούσε το Higgs μέσα στα συντρίμμια από τα δισεκατομμύρια συγκρούσεων μεταξύ των σωματιδίων.

Οι τρεις επιστήμονες μίλησαν σε μια κοινή συνέντευξη Τύπου, μετά από μια τριήμερη συνάντηση των κορυφαίων φυσικών στο CERN για να συζητήσουν τι είδους επιταχυντές μπορούν τελικά να προστεθούν στο οπλοστάσιο της έρευνας, είτε για να συμπληρώσουν ή να αντικαταστήσουν το LHC.

Ο Pier Oddone ανέφερε πως η ανάλυση των δεδομένων που συγκεντρώθηκαν στο Tevatron, που για σχεδόν μια δεκαετία ήταν κυρίαρχη δύναμη στην αναζήτηση του Higgs, θα είναι υπό ανάλυση για αρκετούς ακόμη μήνες, αλλά στην καλύτερη περίπτωση θα μπορούσε μόνο τώρα να αποκαλύψει πού δεν κρυβόταν το μποζόνιο.

Η ύπαρξη του σωματιδίου σαν τον παράγοντα που έδωσε μάζα στα σωματίδια που αναδύθηκαν μετά την έκρηξη πριν 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια και έτσι έγινε δυνατός ο σχηματισμός των γαλαξιών, άστρων και πλανητών, ήταν σαν αίτημα των επιστημόνων εδώ και περίπου τέσσερις δεκαετίες.

Καθιερωμένο Μοντέλο 

Ο Peter Higgs, ο Βρετανός φυσικός του οποίου το όνομα φέρει το πεδίο και το αντίστοιχο σωματίδιο, καθώς και άλλοι επιστήμονες που δέχθηκαν τη θεωρία, την ενέταξαν στο Καθιερωμένο Μοντέλο της σωματιδιακής φυσικής.

Αν όμως αυτό δεν βρεθεί, είπε ο Heuer, τότε το μοντέλο – το οποίο στήριζε την έρευνα από το 1905 όταν ο Άλμπερτ Αϊνστάιν δημοσίευσε την ειδική θεωρία της σχετικότητας – θα κατέρρεε.

Ωστόσο, και οι τρεις ειδικοί είπαν ότι είναι βέβαιοι πως το μποζόνιο θα βρεθεί στον επιταχυντή LHC, που ξεκίνησε τον Μάρτιο του 2010 και έχει σκοπό την δημιουργία πολλών δισεκατομμυρίων μίνι Big Bang, που αφού αναλυθούν από επιστήμονες σε όλο τον κόσμο θα δούνε τι συμβαίνει με το Higgs.

Εάν δεν υπάρχει το Higgs, τότε ένας άλλος μηχανισμός που παράγει το ίδιο αποτέλεσμα (τη μάζα των σωματιδίων) – χωρίς την οποία η ζωή θα ήταν αδιανόητη – έπρεπε να κυριαρχεί.

Πάντως οι Heuer, Oddone και Suzuki συμφώνησαν ότι η εξεύρεση του συγκεκριμένου μηχανισμού θα διαρκέσει πολύ περισσότερο και θα πρέπει να περιμένουμε έως ότου ο LHC, που τρέχει κάτω από τα ελβετο-γαλλικά σύνορα κοντά στη Γενεύη, διπλασιάσει την ισχύ του το 2014.

Ό, τι κι αν είναι, δεν μπορεί να μην ταιριάζει με την ιδέα του Αϊνστάιν για το πως λειτουργεί το σύμπαν, είπε ο Oddone. "Πάντως κατά κάποιο τρόπο έχουμε προχωρήσει ήδη και πέραν του Αϊνστάιν", πρόσθεσε.

Ωστόσο, οι τρεις τους έχουν αμφιβολίες για το κατά πόσον τα νετρίνα θα μπορούσαν να ταξιδεύουν ταχύτερα από το φως.

"Σε αυτό το ζήτημα είμαι σκεπτικιστής”, δήλωσε ο Heuer, αν και τα νετρίνα που συμμετέχουν στο πείραμα είχαν αντληθεί από το CERN, φτάνοντας 730 χλμ. μακριά σε ένα εργαστήριο στο Grand Sasso στην Ιταλία. Οι Oddone και Suzuki εξέφρασαν επίσης τις αμφιβολίες τους.

Και τα δύο εργαστήρια, ΚΕΚ και Fermilab, θα συμμετέχουν στην επανάληψη του πειράματος. Ο Oddone τόνισε ότι παρόλο που ο ίδιος ήλπιζε να έχει κάποιο αποτέλεσμα τους επόμενους έξι μήνες, μπορεί να χρειαστεί πολύ περισσότερος χρόνος.

Πηγή:  Physics 4u   Reuters

Ο μεγάλος φυσικός Peter  Higgs

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.

Το καθιερωμένο πρότυπο

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.

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.

Στο παραπάνω σχέδιο μπορεί να καταλάβουμε  πώς το σωματίδιο Higgs δημιουργεί τη μάζα των άλλων σωματιδίων. Ο κενός χώρος παρομοιάζεται με μια παραλία γεμάτη με παιδιά. Ένα σωμάτιο που διασχίζει την περιοχή αυτή του χώρου παρομοιάζεται με την άφιξη ενός παγωτατζή. Η αλληλεπίδρασή του με τα παιδιά τον επιβραδύνει και τον κάνει να συμπεριφέρεται σα να απόκτησε μάζα.

Συχνά το σωματίδιο Higgs αναφέρεται ως 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.

Σχετική  αρθρογραφία:

Physics ntua
Για τη Φυσική του Γιάννη Φιορεντίνου
Britannica 
Physics 4u
καθώς και το Εισαγωγή στη Σύγχρονη Φυσική Ι.Γραμματικάκη Εκδόσεις Δημόπουλου