Μποζόνιο Higgs, η επόμενη μέρα

 

Ήταν η είδηση της ημέρας σε όλα τα ειδησεογραφικά πρακτορεία αλλά και τα μέσα κοινωνικής δικτύωσης. Ως σημασία, την παρομοίωσαν με την ανακάλυψη του DNA. Ως απήχηση στη φαντασία του κόσμου, με απόγονο της πρώτης αποστολής στο φεγγάρι. Σε κάθε περίπτωση, πρόκειται για το επιστέγασμα μιας προσπάθειας μισού αιώνα και χρειάστηκε να διανυθεί πολύς δρόμος για να φτάσουμε στη χθεσινή ανακοίνωση.


Το πρωί της Τετάρτης, το κέντρο πυρηνικών ερευνών CERN ανακοίνωσε από τη Γενεύη ότι η προσπάθεια για τον εντοπισμό του σωματιδίου Higgs φτάνει προς το τέλος της, αποκαλύπτοντας πως ανακάλυψαν ένα σωματίδιο στην περιοχή ενεργειών που αναμένεται το σωματίδιο Higgs, με συμπεριφορά όμοια με αυτή που περιμένουν να έχει το Higgs. Μένει πλέον να αποδειχθεί τελειωτικά αν το νέο σωματίδιο είναι όντως το πολυπόθητο μποζόνιο Higgs, αλλά η ανακάλυψη θεωρείται δεδομένη από τους περισσότερους επιστήμονες. Λίγο αργότερα, ο ίδιος ο Peter Higgs, 83 χρονών σήμερα, από το μικρόφωνο του CERN και φανερά συγκινημένος δήλωνε ότι δεν πίστευε ποτέ πως η ανακάλυψη αυτή θα συνέβαινε στη διάρκεια της ζωής του, ενώ ζήτησε από την οικογένειά του να βάλει στο ψυγείο τη σαμπάνια, αποσπώντας ασφαλώς το θερμό χειροκρότημα όλων όσων παρακολουθούσαν.

H ιστορία του σωματιδίου Higgs
Η ιστορία ξεκινάει πολύ παλιά, όταν ήδη από τα τέλη του 19ου αιώνα, με την εξαιρετικά επιτυχημένη ηλεκτρομαγνητική θεωρία του Maxwell στην οποία με 4 εξισώσεις ενοποίησε τον ηλεκτρισμό με το μαγνητισμό, οι φυσικοί συνειδητοποίησαν ότι ο καλύτερος τρόπος να περιγράψει κανείς τη φύση είναι με τη διαμεσολάβηση πεδίων. Όλες μας οι θεμελιώδεις θεωρίες πλέον για τη φύση περιέχουν πεδία, είτε βαρυτικά είτε ηλεκτρομαγνητικά, είτε άλλα πιο εξωτικά με έντονη κβαντική συμπεριφορά. Τα πεδία διαδίδονται μέσω κάποιων σωματιδίων - φορέων, τα λεγόμενα μποζόνια τα οποία είναι και αυτά που αλληλεπιδρούν - εάν αλληλεπιδρούν, με την ύλη. Τα μποζόνια ονομάστηκαν έτσι προς τιμήν του Ινδού φυσικού Satyendra Bose για την έρευνα που έκανε στον τομέα αυτό.

Έπειτα από σημαντική πρόοδο στην εξερεύνηση των πεδίων που κυβερνάνε το μικρόκοσμο, με πρωτεργάτες τους Paul Dirac, Oskar Klein, Walter Gordon και Jeffrey Goldstone για να αναφέρουμε μόνο κάποιους, φθάνουμε στο 1964 όπου με μία σειρά από δημοσιεύσεις 6 νέων φυσικών, πρωτοδιατυπώθηκε ο λεγόμενος σήμερα μηχανισμός Higgs, ο τρόπος με τον οποίο πιστεύουμε ότι τα σωματίδια (ακόμη και το ίδιο το Higgs) αποκτούν μάζα.

Πρώτοι χρονικά σχετικά με το μηχανισμό αυτό δημοσίευσαν οι Robert Brout και François Englert από το πανεπιστήμιο των Βρυξελλών, τον Αύγουστο του 1964. Ο πρώτος όμως ο οποίος αναφέρθηκε συγκεκριμένα σε αυτό το σωματίδιο και τις ιδιότητές του ήταν ο Peter Higgs στη δημοσίευσή του Οκτωβρίου του ίδιου έτους με τίτλο «Σπασμένες συμμετρίες και οι μάζες των μποζονίων». Αν και πρόκειται για ένα άρθρο που αναμφίβολα αξίζει ένα Νόμπελ Φυσικής, είναι αξιοσημείωτο το γεγονός πως το άρθρο στην πρώτη του μορφή απορρίφθηκε από το περιοδικό Physics Letters «ως μη σχετικό με τη φυσική». Χρειάστηκε να προσθέσει μια ακόμη επεξηγηματική παράγραφο για να γίνει δεκτό στο Physical Review Letters, ενώ εκείνη την εποχή υπήρχαν επιστήμονες που χλεύαζαν την πορεία που ακολουθούσαν οι νεαροί τότε φυσικοί, κατηγορώντας τους πως δεν κατανοούν βασικές ιδέες της επιστήμης.

Να σημειώσουμε ότι ασφαλώς δεν ήταν ο Peter Higgs που έδωσε το όνομα του στο σωματίδιο που πρώτος αυτός συνέλαβε, όμως ο όρος καθιερώθηκε προς τιμήν του το 1972. Ο ίδιος, πάντα μετριοπαθής, αποφεύγει να αναφέρεται σε αυτό ως σωματίδιο Higgs, και κάνει μονίμως μνεία στους υπόλοιπους επιστήμονες που συμμετείχαν στη σειρά των ανακαλύψεων εκείνης της εποχής. Αν πάντως το όνομα μποζόνιο Higgs του ακούγεται περίεργο, ο όρος «σωματίδιο του Θεού» είναι κάτι που τον δυσανασχετεί ακόμη περισσότερο. Είναι ένα «παρατσούκλι» του σωματιδίου, που προέκυψε από το ευρέως γνωστό ομώνυμο εκλαϊκευμένο βιβλίο του φυσικού Leon Lederman στο οποίο περιγράφεται η πορεία της έρευνας για το σωματίδιο αυτό.

Ο ενθουσιασμός και η επόμενη μέρα
Την ανακάλυψη του νέου σωματιδίου υποδέχθηκε με ενθουσιασμό όλη η επιστημονική κοινότητα. Χαρακτηριστικά, η Μαρία Σπυροπούλου, καθηγήτρια Φυσικής στο Caltech, δήλωσε: «Ήταν ο λόγος που φτιάξαμε τον επιταχυντή LHC. Είναι ένα αποτέλεσμα χωρίς προηγούμενο. Πάνω από μία γενιά επιστημόνων περίμεναν αυτή ακριβώς τη στιγμή. Δουλέψαμε δεκαετίες για να φτάσουμε εδώ, χιλιάδες φυσικοί, μηχανικοί και τεχνικά, μέρα και νύχτα μοιραστήκαμε και αναλύσαμε στοιχεία και αναπτύξαμε νέες τεχνικές για να πετύχουμε αυτό το αποτέλεσμα». Παρόμοια μηνύματα καταφθάνουν από επιστήμονες σε όλο τον κόσμο δείχνοντας έτσι το πνεύμα συνεργασίας που διέπει το εγχείρημα.
Τη διαφαινόμενη ανακάλυψη σχολίασαν και ένθερμα επιστήμονες που για πολύ καιρό επιχειρηματολογούσαν εναντίον της θεωρίας του Higgs. Ο Stephen Hawking μάλιστα, που ήταν γνωστό πως είχε στοιχηματίσει 100 δολάρια πως το μποζόνιο Higgs δε θα βρεθεί είπε σε συνεντευξή του στο BBC πως θεωρεί εξαιρετικά σημαντική την ανακάλυψη, παρόλο που ο ίδιος θα προτιμούσε να μη βρεθεί το σωματίδιο, καθώς όπως υποστήριξε, «όλες οι μεγάλες ανακαλύψεις στη φυσική προέκυψαν από πειράματα που δεν έδειξαν αυτό που περιμέναμε».

Το μόνο σίγουρο είναι πως οι ανακαλύψεις στο CERN δε σταματάνε εδώ. Η ισχύς που έχει φτάσει ο επιταχυντής μέχρι σήμερα είναι της τάξεως των 8 ΤeV, αλλά έχει τη δυνατότητα να φθάσει μέχρι τα 14 TeV, «μπαίνοντας» σε περιοχές ενεργειών εντελώς ανεξερεύνητες. Και η μέχρι σήμερα εμπειρία δείχνει ότι η φύση δε σταματά να μας εκπλήσσει όσο εισερχόμαστε βαθύτερα στα μυστικά της.

Πηγή: Cern, naftemporiki.gr