Δύο ξεχωριστά πειράματα στον επιταχυντή σωματιδίων του CERN εντόπισαν ίχνη του μποζόνιου Χιγκς, του πιο περιζήτητου σωματιδίου στη φυσική, το οποίο αναμένεται να λύσει το γρίφο της ύπαρξης μάζας στην ύλη. Προς το παρόν, οι φυσικοί αποφεύγουν να κάνουν βαρύγδουπες δηλώσεις, όμως νέα στοιχεία από δύο πειράματα στον γιγαντιαίο επιταχυντή LHC υπαινίσσονται κάτι ασυνήθιστο - και αυτό θα μπορούσε να είναι το πιο περιζήτητο σωματίδιο στην φυσική.
Ερευνητές στον επιταχυντή LHC του CERN υποστηρίζουν πως μπορεί να επιβεβαιώσουν την ύπαρξη του μποζόνιου Χιγκς σε μερικούς μήνες. Τόσο ο «Ατλας» όσο και ο ανιχνευτής CMS βλέπουν ένα σπάνιο πλεόνασμα αλληλεπιδράσεων σε μια εμβέλεια μεταξύ 130 και 150 γιγαηλεκτροβόλτ (η ενέργεια και η μάζα χρησιμοποιούνται εναλλακτικά στη σωματιδιακή φυσική). Τα αποτελέσματα δεν είναι ακόμα ξεκάθαρα, όμως οι φυσικοί πιστεύουν πως μπορεί να είναι η πρώτη ένδειξη για την ύπαρξη του σωματιδίου Χιγκς, που πιστεύεται πως ευθύνεται για την ύπαρξη μάζας στα υπόλοιπα σωματίδια. Τα αποτελέσματα παρουσιάστηκαν στις 22 Ιουλίου σε ένα επιστημονικό συνέδριο που έγινε στην Γκρενόμπλ της Γαλλίας.
Οι φυσικοί, που είναι εξοικειωμένοι με τα πειράματα, συνιστούν επιφυλακτικότητα. Παρά τα νέα δεδομένα βρισκόμαστε ακόμα μακριά από κάποια ανακάλυψη, λέει ο Μάθιου Στράσλερ, θεωρητικός φυσικός στο Rutgers University του Νιού Τζέρσεϊ. «Είναι δελεαστικό να προχωράμε σε πανηγυρικές δηλώσεις, αλλά δεν έχει έρθει ακόμα η ώρα».
Από την πρόβλεψή του το 1964, το μποζόνιο Χιγκς θεωρείται το «Ιερό Δισκοπότηρο» της φυσικής. Το σωματίδιο είναι κομμάτι ενός μηχανισμού που δίνει μάζα σε όλα τα άλλα σωματίδια. Το βασικό μοντέλο της σωματιδιακής φυσικής, που έχει επαληθευθεί με εκπληκτική ακρίβεια, προϋποθέτει την ύπαρξη του μποζόνιου Χιγκς (ή κάτι αντίστοιχου) για να ενοποιήσει την ασθενή πυρηνική δύναμη, που ρυθμίζει την πυρηνική διάσπαση, και την ηλεκτρομαγνητική δύναμη, που διέπει τον ηλεκτρισμό, τον μαγνητισμό και το φως.
Για να εντοπίσουν το Χιγκς, οι επιστήμονες έχουν χτίσει τον επιταχυντή LHC - ένα τούνελ 27 χιλιομέτρων στο πειραματικό κέντρο CERN κοντά στη Γενεύη. Ο LHC επιταχύνει πρωτόνια κοντά στην ταχύτητα του φωτός και μετά τα οδηγεί σε σύγκρουση μεταξύ τους. Οι συγκρούσεις αυτές μπορούν να δημιουργήσουν για ένα μικρό χρονικό διάστημα βαρύτερα σωματίδια. Αυτά μετά διασπώνται σε έναν «καταρράκτη» ελαφρύτερων σωματιδίων που ανιχνεύονται από ειδικούς σένσορες.
Οι δύο μεγαλύτεροι ανιχνευτές, ο «Ατλας» και ο CMS, εντόπισαν ένα πλεόνασμα ελαφρύτερων σωματιδίων σε μία εμβέλεια μεταξύ 130 και 150 GeV. Αυτή είναι η ακριβής εμβέλεια στην οποία κάποιοι φυσικοί πίστευαν πως υπάρχει το σωματίδιο Χιγκς.
Για μεγάλο μέρος της αύξησης των σωματιδίων φαίνεται να ευθύνεται η διάσπαση των μποζόνιων W. Τα μποζόνια W βοηθούν στο μετριασμό της ασθενούς πυρηνικής δύναμης, και η θεωρία λέει πως το Χιγκς μπορεί μερικές φορές να διασπαστεί σε δύο μποζόνια W.
Και τα δύο πειράματα βρήκαν έναν ασυνήθιστα μεγάλο αριθμό ζευγών W. Ομως δεν υπάρχει αρκετά μεγάλο δείγμα αλληλεπιδράσεων για να μπορούν οι επιστήμονες να είναι βέβαιοι. Επίσης, ο τρόπος που τα ίδια τα σωματίδια W διασπώνται σημαίνει πως δεν μπορούν να μας δώσουν έναν ακριβή αριθμό της μάζας του Χιγκς.
Μέσα στους επόμενους μήνες αναμένονται πολλές εξελίξεις. Αυτή τη στιγμή στο πειραματικό κέντρο «γίνεται χαμός», υποστηρίζει ο Βίβεκ Σάρμα, ένας ερευνητής από το πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας στο Σαν Ντιέγκο, που είναι επικεφαλής της έρευνας για το Χιγκς στο CMS. «Είμαστε όλοι ενθουσιασμένοι», λέει. «Εργαζόμαστε πάνω σε αυτό εδώ και 20 χρόνια και τώρα σε μερικούς μήνες θα γνωρίζουμε την απάντηση».
© 2011 Nature News
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου