Παρασκευή, 6 Ιανουαρίου 2012

Γιατί καταζητείται ο κύριος Higgs...

Ένα από τα βασικά θέματα της επιστημονικής επικαιρότητας είναι τα πειράματα που κορυφώνονται αυτή την εποχή στο ερευνητικό κέντρο του CERN στη Γενεύη. Σκοπός τους, ανάμεσα στα άλλα, η πειραματική επιβεβαίωση της ύπαρξης (ή η διαπίστωση, τελικά, της μη ύπαρξης) ενός μυστηριώδους σωματίου που, σε επίπεδο θεωρίας τουλάχιστον, αποτελεί θεμελιώδες συστατικό του «Καθιερωμένου Μοντέλου» (Standard Model) που πιστεύουμε πως περιγράφει τα δομικά στοιχεία της ύλης και τις μεταξύ τους αλληλεπιδράσεις. Το μποζόνιο Higgs είναι αναμφισβήτητα το μεγάλο στοίχημα των ερευνών, και η εύρεσή του θα αποφέρει σίγουρα το πολυπόθητο γνωστό βραβείο σε περισσότερους του ενός επιστήμονες, τόσο θεωρητικούς όσο και πειραματικούς...

Τι το σημαντικό, όμως, θα σημάνει η εύρεση αυτού του «σωματίου-φαντομά» ώστε να δικαιολογήσει μια δαπάνη της τάξης αρκετών δις δολαρίων που απαιτήθηκαν για το κυνήγι του, και μάλιστα σε εποχές παγκόσμιας οικονομικής κρίσης; Τίποτα περισσότερο ή τίποτα λιγότερο, ίσως, από έναν βαθύ αναστεναγμό ανακούφισης των Φυσικών, εκείνων τουλάχιστον που δεν προσβλέπουν στην κατάρρευση της σύγχρονης Φυσικής στοιχειωδών σωματίων ώστε να τους δοθεί η ιστορική ευκαιρία να την χτίσουν απ’ την αρχή!

Το Καθιερωμένο Μοντέλο αποτελεί σύνθεση όλων των πειραματικά δοκιμασμένων θεωριών για τη δομή της ύλης και τη φύση των αλληλεπιδράσεων σε θεμελιώδες επίπεδο. Υπάρχει όμως ένα ζήτημα που μένει ακόμα να επιβεβαιωθεί: ο μηχανισμός με τον οποίο τα στοιχειώδη σωμάτια (και, εν τέλει, η ίδια η ύλη) αποκτούν μάζα (ή, όπως λέμε, αδράνεια). Σύμφωνα με τη θεωρία, η μάζα δεν είναι μια εγγενής ιδιότητα των σωματίων (πράγμα που θα ήταν ασύμβατο με τη βασική υπόθεση της θεωρίας ότι οι αλληλεπιδράσεις αποτελούν εκφάνσεις «κρυμμένων» συμμετριών της Φύσης), αλλά οφείλεται στην αλληλεπίδρασή τους με το «αόρατο» πεδίο Higgs, το οποίο κατανέμεται ομοιόμορφα σε όλο το χώρο. Για να γίνει το πεδίο αυτό «ορατό» σε μας, θα πρέπει να βρούμε το στοιχειώδες κβάντο του, το μποζόνιο Higgs. Λόγω της μεγάλης μάζας του σωματίου αυτού (αφού και το ίδιο αλληλεπιδρά -και μάλιστα ισχυρά- με το ίδιο του το πεδίο!), η εργαστηριακή παραγωγή και ανίχνευσή του απαιτεί πειράματα πολύ υψηλών ενεργειών. Τέτοιες ενέργειες εκτιμάται ότι διαθέτει ο πολυδάπανος επιταχυντής Large Hadron Collider (LHC) στο CERN.

Τώρα πλέον όλοι (ή σχεδόν όλοι...) εύχονται οι προσπάθειες των επιστημόνων –και τα χρήματα που δαπανήθηκαν- να έχουν αίσιο αποτέλεσμα, που δεν μπορεί να είναι άλλο από την επιβεβαίωση της ύπαρξης του φευγαλέου μποζονίου, και την τελική επαλήθευση των υποθέσεων του Καθιερωμένου Μοντέλου (τουλάχιστον, για την περιοχή των ενεργειών που είναι σήμερα προσιτές). Σε αντίθετη περίπτωση, θα χρειαστεί ίσως να ξαναγράψουμε απ’ την αρχή ένα μεγάλο μέρος της Φυσικής του δεύτερου μισού του 20ού αιώνα. Και κάποιοι -ελάχιστα ψύχραιμοι- ίσως μπουν ακόμα και στον πειρασμό να σκίσουν τα διπλώματά τους!

ΤΟ ΒΗΜΑ

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου