Το βρήκαμε, μα τώρα πρέπει να δούμε τι ακριβώς είναι! Αυτό σκέφτονται πολλοί φυσικοί στο CERN μετά την αναγγελία πως ο γιγαντιαίος επιταχυντής Large Hadron Collider (LHC) ανακάλυψε ένα μποζόνιο Higgs – ή τουλάχιστον, κάτι που του μοιάζει... Ο γενικός διευθυντής του CERN, Rolf-Dieter Heuer, ήταν ιδιαίτερα προσεκτικός καθώς περιέγραφε το νέο σωμάτιο, του οποίου η μάζα είναι περίπου 125 GeV/c2, σαν «θεμελιώδες βαθμωτό μποζόνιο». Εν τούτοις, ακόμα κι αυτή η ιδιότητα του «βαθμωτού» – που σημαίνει ότι το σωμάτιο έχει μηδενικό spin – δεν έχει ακόμα απόλυτα επαληθευτεί...
Για να μάθουν περισσότερα για το σωμάτιο που βρήκαν, οι φυσικοί στο CERN χρειάζονται χρόνο και πιο πολλά δεδομένα. Για το σκοπό αυτό, ο LHC θα παρατείνει τη λειτουργία του για άλλους τρεις μήνες πέραν του Δεκεμβρίου του 2012, χρονικό σημείο όπου αρχικά προβλεπόταν να σταματήσει για να γίνουν απαραίτητες εργασίες συντήρησης.
Ο LHC δημιουργεί το σωμάτιο Higgs με υψηλής ενέργειας συγκρούσεις πρωτονίων. Στη συνέχεια, οι ομάδες των πειραμάτων ATLAS και CMS ανιχνεύουν τα σωμάτια που δημιουργούνται από την διάσπαση του Higgs. Αυτό συμβαίνει με διάφορους τρόπους – ή «κανάλια» – και, μελετώντας αυτές τις διασπάσεις, οι φυσικοί σχηματίζουν εικόνα γι’ αυτό που ανακάλυψαν.
Οι περισσότερες μετρήσεις ακριβείας αφορούν τη διάσπαση του Higgs είτε σε δύο φωτόνια («διφωτονικό κανάλι»), είτε σε δύο μποζόνια Z («κανάλι ZZ»). Από τα προϊόντα διάσπασης σ’ αυτά τα δύο κανάλια, οι φυσικοί μπορούν να υπολογίσουν με ακρίβεια τη μάζα του σωματίου Higgs. Υπάρχουν όμως και διάφορα άλλα κανάλια, στα οποία δεν μπορούν να ανιχνευτούν όλα τα προϊόντα διάσπασης, κι έτσι οι μετρήσεις της μάζας δεν είναι ακριβείς.
Το «Καθιερωμένο Μοντέλο» (Standard Model) της σωματιδιακής φυσικής περιγράφει πώς πρέπει να διασπάται το Higgs στα διάφορα κανάλια. Συγκρίνοντας αυτές τις προβλέψεις με τα πειραματικά αποτελέσματα στον LHC, οι φυσικοί θα είναι σε θέση να πουν αν έχουμε να κάνουμε στ’ αλήθεια με το Higgs του Καθιερωμένου Μοντέλου. Οι μέχρι τώρα ενδείξεις είναι απόλυτα θετικές. Και μάλιστα, τα δεδομένα στο διφωτονικό κανάλι δείχνουν στην κατεύθυνση ακόμα και μιας «νέας φυσικής» που υπερβαίνει το Καθιερωμένο Μοντέλο (ίσως ακόμα και στην πιθανή ανίχνευση «υπερσυμμετρίας», μιας ιδιότητας που θα μπορούσε να ενοποιήσει σωμάτια με εντελώς διαφορετικές ιδιότητες ως προς το spin και την στατιστική συμπεριφορά).
Το ερώτημα, φυσικά, που έρχεται στο μυαλό όλων είναι αν θα υπάρξει βραβείο Nobel γι’ αυτή τη νέα ανακάλυψη, και ποιος θα (πρέπει να) είν’ αυτός που θα το κερδίσει! Ο Peter Higgs – του οποίου το όνομα φέρει το μποζόνιο – εμφανίζεται διστακτικός στο να πάρει θέση σ’ αυτό το ζήτημα, καθώς πάντα διακήρυσσε, προς τιμήν του, ότι δεν ήταν ο μόνος που ανέπτυξε τις ιδέες που οδήγησαν στην πρόβλεψη του μποζονίου Higgs στις αρχές της δεκαετίας του 1960. Όπως ο ίδιος λέει, τουλάχιστον άλλοι πέντε θεωρητικοί φυσικοί – οι Robert Brout, François Englert, Gerald Guralnik, Carl Hagen και Tom Kibble – αξίζουν παρόμοια αναγνώριση. Το πρόβλημα, όμως, είναι ότι η επιτροπή του βραβείου Nobel δεν μπορεί να δώσει το βραβείο σε περισσότερους από τρεις φυσικούς κάθε χρόνο. Αυτή τη φορά, λοιπόν, η επιτροπή βρίσκεται στ’ αλήθεια αντιμέτωπη με έναν πολύ δυνατό γρίφο, που ούτε ο ίδιος ο Higgs θα μπορούσε να επιλύσει!
Πηγή πληροφοριών: PhysicsWorld
Διαβάστε επίσης...
Δείτε το Video
Για να μάθουν περισσότερα για το σωμάτιο που βρήκαν, οι φυσικοί στο CERN χρειάζονται χρόνο και πιο πολλά δεδομένα. Για το σκοπό αυτό, ο LHC θα παρατείνει τη λειτουργία του για άλλους τρεις μήνες πέραν του Δεκεμβρίου του 2012, χρονικό σημείο όπου αρχικά προβλεπόταν να σταματήσει για να γίνουν απαραίτητες εργασίες συντήρησης.
Ο LHC δημιουργεί το σωμάτιο Higgs με υψηλής ενέργειας συγκρούσεις πρωτονίων. Στη συνέχεια, οι ομάδες των πειραμάτων ATLAS και CMS ανιχνεύουν τα σωμάτια που δημιουργούνται από την διάσπαση του Higgs. Αυτό συμβαίνει με διάφορους τρόπους – ή «κανάλια» – και, μελετώντας αυτές τις διασπάσεις, οι φυσικοί σχηματίζουν εικόνα γι’ αυτό που ανακάλυψαν.
Οι περισσότερες μετρήσεις ακριβείας αφορούν τη διάσπαση του Higgs είτε σε δύο φωτόνια («διφωτονικό κανάλι»), είτε σε δύο μποζόνια Z («κανάλι ZZ»). Από τα προϊόντα διάσπασης σ’ αυτά τα δύο κανάλια, οι φυσικοί μπορούν να υπολογίσουν με ακρίβεια τη μάζα του σωματίου Higgs. Υπάρχουν όμως και διάφορα άλλα κανάλια, στα οποία δεν μπορούν να ανιχνευτούν όλα τα προϊόντα διάσπασης, κι έτσι οι μετρήσεις της μάζας δεν είναι ακριβείς.
Το «Καθιερωμένο Μοντέλο» (Standard Model) της σωματιδιακής φυσικής περιγράφει πώς πρέπει να διασπάται το Higgs στα διάφορα κανάλια. Συγκρίνοντας αυτές τις προβλέψεις με τα πειραματικά αποτελέσματα στον LHC, οι φυσικοί θα είναι σε θέση να πουν αν έχουμε να κάνουμε στ’ αλήθεια με το Higgs του Καθιερωμένου Μοντέλου. Οι μέχρι τώρα ενδείξεις είναι απόλυτα θετικές. Και μάλιστα, τα δεδομένα στο διφωτονικό κανάλι δείχνουν στην κατεύθυνση ακόμα και μιας «νέας φυσικής» που υπερβαίνει το Καθιερωμένο Μοντέλο (ίσως ακόμα και στην πιθανή ανίχνευση «υπερσυμμετρίας», μιας ιδιότητας που θα μπορούσε να ενοποιήσει σωμάτια με εντελώς διαφορετικές ιδιότητες ως προς το spin και την στατιστική συμπεριφορά).
Το ερώτημα, φυσικά, που έρχεται στο μυαλό όλων είναι αν θα υπάρξει βραβείο Nobel γι’ αυτή τη νέα ανακάλυψη, και ποιος θα (πρέπει να) είν’ αυτός που θα το κερδίσει! Ο Peter Higgs – του οποίου το όνομα φέρει το μποζόνιο – εμφανίζεται διστακτικός στο να πάρει θέση σ’ αυτό το ζήτημα, καθώς πάντα διακήρυσσε, προς τιμήν του, ότι δεν ήταν ο μόνος που ανέπτυξε τις ιδέες που οδήγησαν στην πρόβλεψη του μποζονίου Higgs στις αρχές της δεκαετίας του 1960. Όπως ο ίδιος λέει, τουλάχιστον άλλοι πέντε θεωρητικοί φυσικοί – οι Robert Brout, François Englert, Gerald Guralnik, Carl Hagen και Tom Kibble – αξίζουν παρόμοια αναγνώριση. Το πρόβλημα, όμως, είναι ότι η επιτροπή του βραβείου Nobel δεν μπορεί να δώσει το βραβείο σε περισσότερους από τρεις φυσικούς κάθε χρόνο. Αυτή τη φορά, λοιπόν, η επιτροπή βρίσκεται στ’ αλήθεια αντιμέτωπη με έναν πολύ δυνατό γρίφο, που ούτε ο ίδιος ο Higgs θα μπορούσε να επιλύσει!
Πηγή πληροφοριών: PhysicsWorld
Διαβάστε επίσης...
Δείτε το Video
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου