ΤΙ ΜΑΘΑΜΕ ΓΙΑ ΤΟ HIGGS ΤΟ 2011 ΑΠΟ ΤΑ ΠΕΙΡΑΜΑΤΑ ATLAS ΚΑΙ CMS ΣΤΟ CERN;
ΠΕΡΙΠΕΤΕΙΑ ΣΤΟΝ ΚΟΣΜΟ ΤΗΣ ΓΝΩΣΗΣ
Τα ρεπορτάζ του www.typologos.com
ΤΙ ΜΑΘΑΜΕ ΓΙΑ ΤΟ HIGGS ΤΟ 2011 ΑΠΟ ΤΑ ΠΕΙΡΑΜΑΤΑ ATLAS ΚΑΙ CMS ΣΤΟ CERN;
Του Νίκου Μόσχοβου, e-mail: contact@typologos.gr
Τι μάθαμε για το «σωματίδιο του Θεού ή δομική λίθος του σύμπαντος», το λεγόμενο μπιζόνιο Higgs, μέσα από τα πειράματα ATLAS (φωτογραφία) και CMS που διεξάγονται στο Ερευνητικό Ευρωπαϊκό Κέντρο Πυρηνικής ενέργειας CERN που εδρεύει στη Γενεύη της Ελβετίας;
Την απάντηση έδωσαν οι ίδιοι οι ειδικοί του CERN μιλώντας την Τρίτη 13 Δεκεμβρίου του 2011 στην δημόσια παρουσίαση των τελευταίων αποτελεσμάτων για την αναζήτηση του σωματιδίου Higgs – όπως προβλέπεται από το Καθιερωμένο Πρότυπο των ηλεκτρομαγνητικών και ασθενών αλληλεπιδράσεων- από τα δύο μεγάλα πειράματα ATLAS και CMS, που διεξάγονται στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων LHC.
«Τα αποτελέσματα βασίζονται στην ανάλυση όλων σχεδόν των δεδομένων που έγιναν μέσα στο 2011. Τα δεδομένα αυτά ισοδυναμούν με περίπου δέκα φορές τα γεγονότα που είχαν συλλέξει τα πειράματα D0 και CDF στο Fermilab κατά τη διάρκεια της τελευταίας δεκαετίας !
Από τις αναλύσεις των δύο πειραμάτων είναι εμφανής η τεράστια πρόοδος, που υπάρχουν τον τελευταίο χρόνο, στην αναζήτηση για το μποζόνιο Higgs και ο περιορισμός της μάζας του -εάν υπάρχει – σε μία πολύ μικρή περιοχή.
Ταυτόχρονα, δεν υπάρχουν ακόμη οριστικές αποδείξεις για την ύπαρξή του. Η μάζα του, σύμφωνα με το πείραμα ATLAS, θα βρίσκεται σε μία περιοχή μεταξύ 116 GeV και 130 GeV (που ισοδυναμεί με 116-130 μάζες πρωτονίου) και σύμφωνα με το πείραμα CMS, στην περιοχή 115-127GeV», εξηγεί η υπεύθυνη της Ομάδας του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης (ΑΠΘ) για το CERN και καθηγήτρια του Τμήματος Φυσικής, Χαρά Πετρίδου.
«Τα σωματίδια Higgs, που σύμφωνα με το Καθιερωμένο Πρότυπο αλληλεπιδρούν με τα άλλα στοιχειώδη σωματίδια της ύλης και τους δίνουν μάζα- εάν υπάρχουν- ζούνε ελάχιστα στον κόσμο μας.
Δημιουργούνται κατά τη διάρκεια των συγκρούσεων των πρωτονίων και διασπώνται ακαριαία και μάλιστα με πολλούς διαφορετικούς τρόπους. Και τα δύο πειράματα έχουν μελετήσει τα σωματίδια που- πιθανόν- να προκύπτουν από τους ποικίλους τρόπους διάσπασης του μποζονίου HIggs και παρατηρούν συνολικά ένα μικρό πλεόνασμα γεγονότων σε μία περιοχή μάζας γύρω στα 124-126 GeV», διευκρινίζει ο επίκουρος καθηγητής Τμήματος Φυσικής του ΑΠΘ, Δημήτρης Σαμψωνίδης,
«Κάθε μία από τις παρατηρήσεις των διαφορετικών τρόπων διάσπασης- με επί πλέον γεγονότα στην περιοχή αυτή της μάζας, από μόνη της- δεν μπορεί να οδηγήσει σε κανένα συμπέρασμα. Μοιάζει σα να πετύχαμε εξάδες σε δυο διαδοχικές ζαριές! Μελετώνται όλοι οι δυνατοί τρόποι διάσπασης και θα χρειαστούν ακόμη περισσότερα δεδομένα, ώστε μέσα στο 2012 να έχουμε την τελική απάντηση στο ερώτημά μας», τονίζει – από την πλευρά της- η κ. Πετρίδου.
Η ομάδα του Αριστοτέλειου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης έχει κατασκευάσει παλαιότερα ένα σημαντικό μέρος του ανιχνευτή μιονίων στο πείραμα ATLAS και διαδραματίζει ουσιαστικό ρόλο και στο «κυνήγι» της Νέας Φυσικής, καθώς και ειδικότερα στην αναζήτηση του μποζονίου Higgs.
«Πιο συγκεκριμένα, η ομάδα μελετά την παραγωγή δύο μποζονίων τύπου Ζ που στη συνέχεια διασπώνται σε ζεύγη ηλεκτρονίων και μιονίων (σωμάτια με ιδιότητες παρόμοιες με αυτές των ηλεκτρονίων).
Αυτός είναι και ο πλέον ενδιαφέρον και καθαρός τρόπος για την άμεση ανίχνευση του σωματιδίου Higgs, το οποίο κατ’ αρχήν διασπάται σε δύο μποζόνια τύπου Ζ και αυτά πάλι με τη σειρά τους σε ηλεκτρόνια ή μιόνια.
Το ΑΠΘ έχει διαμορφώσει μια δυναμική παρουσία στο CERN και η προοπτική για το μέλλον είναι ότι θα τη συνεχίσει, καθώς και θα τη διευρύνει.
Ένα από τα γεγονότα αυτά που πιθανόν να οφείλεται στη διάσπαση ενός μποζονίου Higgs σε δύο μποζόνια τύπου Ζ που καταλήγουν σε ένα ζευγάρι ηλεκτρονίων και ένα ζευγάρι μιονίων βλέπουμε και στην εικόνα (σ.σ. επισυνάπτεται στην αρχή του κειμένου του ρεπορτάζ) από το πείραμα ATLAS», υπογραμμίζει η κ. Πετρίδου.
Ποια είναι τα μιόνια και το μποζόνιο Higgs;
Τα μιόνια είναι ασταθή στοιχειώδη σωματίδια με μάζα 207 φορές μεγαλύτερη από τη μάζα του ηλεκτρόνιου, τα οποία προέρχονται από τη διάσπαση των πιόνιων και είναι μ – μεσόνια υπάρχουν θετικά και αρνητικά μιόνια.
Συμβολίζονται αντίστοιχα μ+ και μ-. Το μποζόνιο Higgs είναι υποθετικό στοιχειώδες σωματίδιο (με μάζα), το οποίο προβλέπεται από το Σταθερό Μοντέλο, αλλά δεν έχει ανιχνευθεί μέχρι και σήμερα . Η δημιουργία του σωματιδίου απαιτεί ένα τεράστιο ποσό ενέργειας και ανίχνευση σε συνθήκες εργαστηρίου.
Το σωματίδιο Higgs παίζει ρόλο κλειδί στο Σταθερό Μοντέλου. Το ονομάζουν, δε, και « σωματίδιο του Θεού», ενώ χρωστάει την ονομασία του στον Βρετανό θεωρητικό φυσικό, Peter Higgs, ο οποίος διατύπωσε την υπόθεση γύρω από την ύπαρξή του.
Ο ρόλος του συγκεκριμένου μποζονίου είναι να προσφέρει ερμηνεία σε ένα από τα αναπάντητα αινίγματα: Ποια, δηλαδή είναι η προέλευση της μάζας όλων των άλλων στοιχειωδών σωματιδίων.
Ο διάσημος κοσμολόγος Stephen Hawking θεωρεί ότι το μποζόνιο Higgs δεν θα βρεθεί ποτέ. Ο Higgs, όμως, μαζί με χιλιάδες άλλους φυσικούς εμφανίζονται βέβαιοι ότι το μποζόνιο αυτό θα παρουσιαστεί μια μέρα στον Μεγάλο Συγκρουστή Αδρονίων (LHC) του CERN.
©Typologos.com 2011
