Νέα προσπάθεια εντοπισμού του μποζονίου Χιγκς

Μια ακόμη προσπάθεια αποφάσισαν να κάνουν οι επιστήμονες του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Πυρηνικών Ερευνών (CERN) για τον εντοπισμό του μποζονίου Χιγκς. Το σωματίδιο που αναζητείται χωρίς επιτυχία εδώ και δεκαετίες αποτελεί τον ακρογωνιαίο λίθο της σωματιδιακής Φυσικής αφού καλύπτει το κενό στις θεωρίες για την ύπαρξη της μάζας στην ύλη. Ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC) θα αναβαθμιστεί και οι επιστήμονες ευελπιστούν ότι αυτή τη φορά θα καταφέρουν να ανακαλύψουν το μποζόνιο Χιγκς.


Η αναβάθμιση 

Ο LHC, είναι ο μεγαλύτερος κυκλικός επιταχυντής στον κόσμο με περίμετρο 27 χλμ που εκτείνεται σε βάθος περίπου 100 μέτρων κάτω από το έδαφος. Ο επιταχυντής ξεκίνησε να λειτουργεί το 2008 και σταδιακά αναβαθμίζεται. Με τη νέα προγραμματισμένη αναβάθμιση ο LHC θα μπορεί να επιταχύνει δύο αντίθετα κινούμενες δέσμες πρωτονίων με ενέργεια 8 TeV, δηλαδή οκτώ τρισεκατομμυρίων ηλεκτροβόλτ. Αυτή τη στιγμή ο επιταχυντής έχει μέγιστη ισχύ 7 TeV. Στόχος των επιτελών του CERN είναι το 2014 να αποκτήσει ισχύ 14 TeV.
Αν και είχε προγραμματιστεί ότι τα πειράματα για την αναζήτηση του μποζονίου Χιγκς θα ολοκληρώνονταν το 2011 η ταυτόχρονη ανακοίνωση στα τέλη Δεκεμβρίου από δύο ερευνητικές ομάδες ότι υπάρχουν ευρήματα που υποδεικνύουν την ύπαρξη των σωματιδίου οδήγησε στην απόφαση για μια ακόμη προσπάθεια εντοπισμού του με τον αναβαθμισμένο πλέον επιταχυντή.

Πηγή: Το Βήμα CERN

 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