Μοιάζει με Higgs, είναι όμως το Higgs;

Στο πλαίσιο του σεμιναρίου φυσικής ICHEP, το CERN επιβεβαίωσε τις φήμες που ήθελαν την ανακοίνωση για την εύρεση ενός νέου σωματιδίου στην περιοχή ενεργειών που αναμένεται να βρίσκεται και το σωματίδιο Higgs - περίπου 125 GeV. Οι επιστήμονες των δύο μεγάλων πειραμάτων που λαμβάνουν χώρα στο CERN, τα CMS και ATLAS παρουσίασαν τα τελευταία ευρήματα στην έρευνα για το Higgs, και η ανακοίνωση των αποτελεσμάτων έγινε δεκτή με ενθουσιασμό.

Τα αποτελέσματα από τον ανιχνευτή CMS προηγήθηκαν, με την παρουσίαση του φυσικού Joe Incadela να καταλήγει πως «βρέθηκε ένα νέο μποζόνιο, στην περιοχή των 125.3 +- 0.6 Gev, με μία πιθανότητα 4.9 σίγμα», που μεταφράζεται σε περίπου 99.9999% συνολική πιθανότητα να υπάρχει το συγκεκριμένο σωματίδιο. Πιο συγκεκριμένα, ανακοίνωσαν πως τα στοιχεία που έχουν ήδη επεξεργαστεί είναι περισσότερα συγκριτικά με την τελευταία ανακοίνωση του Δεκεμβρίου και χρησιμοποιώντας αντιδράσεις που έφταναν τα 8 TeV σε σχέση με τα 7 ΤeV της περσινής χρονιά. Στα 8 ΤeV το Higgs είναι 35% πιθανότερο να εμφανιστεί σε κάποια αντίδραση, παρουσιάζοντας μια μεγαλύτερη γκάμα αντιδράσεων στις οποίες συμμετέχει. Τα αποτελέσματα από το πείραμα ATLAS, είναι επίσης υποστηρικτικά για την ύπαρξη του νέου σωματιδίου, και δίνουν ενέργεια 125.5 GeV με πιθανότητα 5 σίγμα.

Αναλύοντας περισσότερα στοιχεία από τις συγκρούσεις πρωτονίων που μελετούν στο CERN, οι επιστήμονες πιστεύουν πως σύντομα θα μπορέσουν να πουν πως είναι απόλυτα σίγουροι για την ανακάλυψη. Δεδομένου πάντως πως το νέο σωματίδιο συμμετέχει σε αντιδράσεις οι οποίες είναι οι αναμενόμενες για τα μποζόνια, των σωματιδίων εκείνων δηλαδή που φέρουν τις θεμελιώδεις δυνάμεις τις φύσης θα πρέπει να πρόκειται για θέμα χρόνου η ταυτοποίηση του νέου σωματιδίου με το λεγόμενο «σωματίδιο του Θεού».

Μοιάζει με Higgs, συμπεριφέρεται σαν Higgs, είναι όμως το Higgs;

Μάλλον ναι. Επειδή όμως τα «μάλλον» δεν επιτρέπονται στην επιστήμη δεν υπήρξε επίσημη ανακοίνωση πως το Higgs βρέθηκε. Το νέο σωματίδιο συμμετέχει σε πλήθος αντιδράσεων, δύο μεταξύ των οποίων είναι η διάσπαση σε δύο φωτόνια και η διάσπαση σε δύο σωματίδια Z, τα σωματίδια φορείς της ηλεκτρομαγνητικής και ασθενούς δύναμης αντίστοιχα, γεγονός που υποδεικνύει πως πρόκειται όντως για μποζόνιο, φορέα κάποιου πεδίου. Για να φτάσουν στο απαραίτητο επίπεδο αποδεκτής πιθανότητας και να είναι σίγουροι πως πρόκειται για το Higgs, οι επιστήμονες θα χρειαστούν ίσως αρκετούς μήνες εντατικών προσπαθειών.

Οι πατέρες του μποζονίου Higgs

Στο κοινό που παρακολούθησε την ομιλία από τη Γενεύη παρευρισκόταν και ο ίδιος ο Peter Higgs, όπως επίσης και οι έταιροι 4 διακριθέντες επιστήμονες που συμμετείχαν τη δεκαετία του 60 στην ανακάλυψη αυτού που σήμερα ονομάζεται πεδίο Higgs: οι Francois Englert, Tom Kibble, Gerald Guralnik και Carl Hagen. Ο Robert Brout ένας ακόμη φυσικός που συμμετείχε στις παραπάνω θεωρητικές ανακαλύψεις δυστυχώς απεβίωσε το Μάιο του 2011, τιμήθηκε όμως μαζί με τους υπόλοιπους με το διεθνούς κύρους βραβείο της Φυσικής Sakurai το 2010. Χρειάστηκε να περάσει περίπου μισός αιώνας για να δούνε οι παραπάνω επιστήμονες το καρπό της έρευνας τους να αποδεικνύεται πειραματικά, σε έναν θρίαμβο της ανθρώπινης διανόησης. Θα πρέπει να θεωρείται βέβαιο, πως αν οριστικοποιηθεί τελικά η ανακάλυψη το επόμενο Νόμπελ Φυσικής θα μοιραστεί σε τρεις από τους παραπάνω πρωτοπόρους φυσικούς.

Το νέο δίκτυο υπολογιστών Grid

Είναι ενδιαφέρον πως τα στοιχεία αυτά προέκυψαν από συγκρούσεις σωματιδίων που έλαβαν χώρα στον επιταχυντή LHC τις τελευταίες 2 εβδομάδες. H υπολογιστική ισχύς στο CERN υπερδιπλασιάστηκε το τελευταίο εξάμηνο, και πλέον ο χρόνος επεξεργασίας για την κάθε σύγκρουση είναι μόλις 15 δευτερόλεπτα. Για την επίτευξη αυτών των επιδόσεων αναπτύχθηκε ένα ειδικό δίκτυο υπολογιστών, το λεγόμενο grid που θεωρείται πως είναι υποψήφιο για να γίνει η νέα γενιά του διαδικτύου. Μη ξεχνάμε πως το ίδιο το web δημιουργήθηκε στο CERN.

Στο CERN μπορεί οι προσπάθειες να έχουν επικεντρωθεί στην εύρεση του σωματιδίου Higgs, ως το μόνο κρίκο που έλειπε από την αλυσίδα των σωματιδίων που περιέχονται στο Τυπικό Μοντέλο, την επικρατούσα θεωρία που έχουμε για τη Φύση, όμως η δουλειά στο CERN δε σταματάει εκεί. Ταυτόχρονα με το μποζόνιο Higgs, οι ερευνητές ψάχνουν και για στοιχεία ύπαρξης κάποιων ακόμη υποτιθέμενων σωματιδίων που αντιστοιχούν στη θεωρία της υπερσυμμετρίας. Αναμένεται πως στα επίπεδα ενεργειών που έχει φτάσει ο επιταχυντής στο CERN, θα πρέπει να μπορέσει να ανιχνεύσει και κάποια από αυτά τα υπερσωματίδια. Την ίδια ώρα ερευνώνται νέες ιδέες όπως η θεωρία χορδών, και ανακαλύπτονται και σωματίδια στα όρια του Τυπικού Μοντέλου τα οποία δε γνωρίζαμε πως υπήρχαν. Πρόκειται για μια περίοδο πολύ έντονης δραστηριότητας καθώς φτάσαμε στο τεχνολογικό επίπεδο να ελέγχουμε τόσο προωθημένες θεωρίες. Είναι σίγουρο πως με την ανακάλυψη του Higgs ξεκινάει ένας μακρύς δρόμος των ανακαλύψεων, γνωρίζοντας πως βαδίζουμε στο σωστό δρόμο.