Μποζόνιο W ο… επιθανάτιος ρόγχος του Tevatron

Οι τελευταίες μετρήσεις του Tevatron ίσως αποδειχθούν πολύτιμες για τον εντοπισμό του μποζονίου Χιγκς

Ενα πολύτιμο δώρο μετά τον «θάνατό» του προσέφερε ο επιταχυντής Tevatron στην επιστημονική κοινότητα. Εξι μήνες μετά τη διακοπή της λειτουργίας του ανακοινώθηκαν τα αποτελέσματα των τελευταίων πειραμάτων που έγιναν εκεί τα οποία υποδεικνύουν τη μάζα του μποζονίου W στα επίπεδα που τα επιθυμούν οι ερευνητές σε όλο τον κόσμο.
Σύμφωνα με τους επιστήμονες η μάζα του μποζονίου W συσχετίζεται με τη μάζα του μποζονίου Χιγκς, ο εντοπισμός του οποίου αποτελεί κορυφαία προτεραιότητα των φυσικών. Τα νέα στοιχεία δίνουν νέα πνοή σε αυτή την αναζήτηση.

Το μποζόνιο W
 
Το μποζόνιο W είναι ένα από τα πέντε σωματίδια που είναι υπεύθυνα για τη διάδοση των δυνάμεων της φύσης. Εχει συμβάλει σε δύο εκπληκτικές ανακαλύψεις - ότι η φύση έχει προτίμηση προσανατολισμού δεξιά-αριστερά ("χειραλικότητα") και ότι η φυσική της αντιύλης είναι ανεπαίσθητα διαφορετική από τη φυσική του κόσμου που βλέπουμε γύρω μας και που αποτελείται από ύλη.
Το μποζόνιο W παρουσιάζεται με θετικό ή αρνητικό ηλεκτρικό φορτίο. Μαζί με το ηλεκτρικά ουδέτερο Z μποζόνιο, είναι υπεύθυνα για τη δύναμη που είναι γνωστή ως ασθενής πυρηνική δύναμη, η οποία είναι υπεύθυνη, μεταξύ άλλων, για κάποιες μορφές της πυρηνικής διάσπασης.

To μποζόνιο Χιγκς 

Το σωματίδιο πήρε το όνομα του από τον βρετανό επιστήμονα Πίτερ Χιγκς που ήταν ο πρώτος ο οποίος μίλησε για αυτό πριν από 45 χρόνια. Αποτελεί τον ακρογωνιαίο λίθο της σωματιδιακής Φυσικής αφού καλύπτει το κενό στις θεωρίες για την ύπαρξη της μάζας στην ύλη. 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 τη Μεγάλη Εκρηξη. Τα τελευταία χρόνια γίνονται συνεχείς προσπάθειες εντοπισμού του μποζονίου Χιγκς στους δύο ισχυρότερους επιταχυντές στον κόσμο, τον LHC στο CERN καθώς και τον Tevatron στο Fermilab στις ΗΠΑ.

Η «τελευταία» μάζα

Οι ερευνητές στον Tevatron προσπαθούσαν κυριολεκτικά μέχρι την τελευταία στιγμή προτού ο γηρασμένος επιταχυντής τεθεί εκτός λειτουργίας να εντοπίσουν το μποζόνιο Χιγκς. Τα στελέχη των δύο πειραμάτων (CDF και DZero) που αναζητούσαν το μποζόνιο στο Tevatron ανακοίνωσαν ότι μελετώντας τα δικά τους δεδομένα μαζί με εκείνα άλλων ερευνών κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι η μάζα του μποζονίου W τοποθετείται στα 80.385 γιγαηλεκτροβόλτ (GeV) ±0.0015 Gev.
Οπως αναφέρουν οι ερευνητές, αν υποθέσουμε ότι οι τελευταίες μετρήσεις για τη μάζα του μποζονίου Χιγκς (που το τοποθετούν κάπου ανάμεσα στα 115-127 Gev) είναι ακριβείς τότε η μάζα του μποζονίου W θα πρέπει να είναι αυτή που δείχνουν οι υπολογισμοί από τα στοιχεία του Tevatron. Η εξέλιξη αυτή σημαίνει ότι το Καθιερωμένο Μοντέλο είναι σωστό, ότι το μποζόνιο Χιγκς υπάρχει και ότι η αναζήτησή του θα πρέπει να συνεχιστεί. Η αδυναμία εντοπισμού του έχει οδηγήσει την επιστημονική κοινότητα στη σκέψη ότι το μποζόνιο Χιγκς ίσως τελικά να μην υπάρχει και ότι οι προσπάθειες εντοπισμού του θα πρέπει σύντομα να σταματήσουν ώστε οι επιστήμονες να αναζητήσουν μια νέα θεωρία, ένα νέο μοντέλο Φυσικής.

Πηγή: Το Βήμα
 http://www.physics.ntua.gr/POPPHYS/software/LHCMasterClasses/gr/zpath_radioactivity.htm
 http://www.newscientist.com/article/dn21539-tevatron-colliders-mighty-boost-for-higgs-hunt.html