Γιάννης Ηλιόπουλος: Η προέλευση της μάζας

ΓΙΑΝΝΗΣ ΗΛΙΟΠΟΥΛΟΣ: «Η ΠΡΟΕΛΕΥΣΗ ΤΗΣ ΜΑΖΑΣ, Στοιχειώδη σωματίδια και θεμελιώδεις συμμετρίες». Μετάφραση: Πέτρος Δήτσας

Ο Γιάννης Ηλιόπουλος(*), ένας από τους συνδιαμορφωτές του Καθιερωμένου Μοντέλου των θεμελιωδών σωματιδίων και δυνάμεων, εξηγεί βήμα-βήμα, με σαφήνεια και εύστοχη έμφαση στα ουσιώδη, όλα όσα απαιτούνται για να κατανοηθεί η φυσική δια­δικασία που κατά τις πρώτες στιγμές της κοσμικής εξέλιξης προσέδωσε μη μηδενικές μάζες στα περισσότερα στοιχειώδη σωματίδια. Η πρωτοφανής δημοσιότητα που προκάλεσε η ανακάλυψη του σωματιδίου Higgs στο CERN το 2012 οφείλεται ακριβώς στο ότι ήταν το πολυαναμενόμενο απτό τεκμήριο αυτής της –καθοριστικής για τη μορφή του κόσμου– διαδικασίας.

Αφού εισαγάγει τις απαραίτητες γνώσεις σύγχρονης κοσμολογίας, ο Γιάννης Ηλιόπουλος διευκρινίζει την έννοια των φυσικών συμμετριών και των ρήξεών τους κατά τις μεταβάσεις φάσης, καθώς και τον ρόλο τους στη συγκρότηση του Καθιερωμένου Μοντέλου. Αναδεικνύει τον τρόπο με τον οποίο τρία βασικά στοιχεία της συγκρότησης αυτής οδηγούν, το καθένα χωριστά, σε προβλήματα μάζας, καθώς απαιτούν να μηδενίζονται οι μάζες όλων σχεδόν των στοιχειωδών σωματιδίων. Στη συνέχεια, εξηγεί τη «θαυματουργή» φυσική διαδικασία που λύνει τα προβλήματα μάζας, όταν τα τρία αυτά στοιχεία συνδυαστούν σε ενιαία δυναμική, όπως συμβαίνει στο Καθιερωμένο Μοντέλο και, γενικότερα, σε θεωρίες με τοπικές συμμετρίες και αυθόρμητη ρήξη επιλεγμένων συμμετριών. Τέλος, μετά την επισκόπηση των πειραματικών επιβεβαιώσεων του Καθιερωμένου Μοντέλου, ο συγγραφέας εξηγεί πώς οδηγούμαστε σήμερα στην πειστική σύνδεση των πρώιμων κοσμολογικών φαινομένων με τη φυσική υψηλών ενεργειών στο μικροσκοπικό επίπεδο. Δύο Παραρτήματα συνοψίζουν τις βασικές πληροφορίες που απαιτούνται για την πληρέστερη κατανόηση του βιβλίου από αναγνώστες χωρίς προηγούμενες γνώσεις υποβάθρου.

'Ένα μέρος της εισαγωγής
François Englert Ομότιμος καθηγητής Université Libre de Bruxelles Βραβείο Nobel 2013


Το βιβλίο του Γιάννη Ηλιόπουλου ξεκινά με μια ερώτηση. Γιατί, ενώ ήταν ήδη γνωστά πολλά στοιχειώδη συστατικά της ύλης, η αναγγελία του CERN την 4η Ιουλίου του 2012 ότι ανακαλύφθηκε ένα νέο σωματίδιο προβλήθηκε παγκοσμίως με τεράστια δημοσιότητα, ασυνήθιστη για τον τομέα των στοιχειωδών σωματιδίων; Διότι, μας λέει ο συγγραφέας, «δεν πρόκειται απλώς για ένα νέο σωματίδιο, αλλά –πολύ πιθανόν– για το απτό ίχνος ενός από τα πιο παράδοξα γεγονότα που σημάδεψαν το σύμπαν κατά τις πρώτες στιγμές του: το φαινόμενο που επέτρεψε σε όλα σχεδόν τα στοιχειώδη σωματίδια να αποκτήσουν μη μηδενικές μάζες». Είναι αυτό το φαινόμενο, γνωστό στην ορολογία των φυσικών ως «αυθόρμητη ρήξη συμμετρίας παρουσία τοπικών εσωτερικών συμμετριών», που ο συγγραφέας θα μας βοηθήσει να κατανοήσουμε με μια απλή και προσιτή, αλλά εύστοχη προσέγγιση. Θα μας δείξει πώς το φαινόμενο αυτό εδράζεται στη σημερινή κατανόηση της φυσικής των στοιχειωδών σωματιδίων, όπως συνοψίζεται στο «Καθιερωμένο Μοντέλο», συνεισφέροντας άλλωστε ουσιωδώς στη συγκρότησή του. Στο βιβλίο αυτό θα δούμε επίσης γιατί, μετά την ανακάλυψη στο CERN, το Καθιερωμένο Μοντέλο οριοθετεί το γνωστό από το άγνωστο. Καθώς και γιατί το άγνωστο μας φαίνεται μέρος ενός οράματος όπου γνώση του «απειροστά μικρού» των στοιχειωδών σωματιδίων περιέχει εν δυνάμει και γνώση του «άπειρα μεγάλου» του παρατηρήσιμου σύμπαντος. Η ανάγνωση αυτού του βιβλίου μάς εισάγει σε ένα μέρος της ιστορίας των αναζητήσεων που στοχεύουν στην ορθολογική κατανόηση του κόσμου. Θα ήθελα να κάνω μια σύντομη επισκόπηση αυτής της ιστορίας.


Διαβάστε ένα απόσπασμα από το βιβλίο ΕΔΩ

(*) Ο Γιάννης Ηλιόπουλος είναι Ομότιμος Διευθυντής Ερευνών του CNRS, μέλος του Εργαστηρίου Θεωρητικής Φυσικής της École Normale Supérieure (Παρίσι)

Πηγή: https://www.cup.gr/book/i-proeleysi-tis-mazas-2/