Το άπιαστο μέχρι τώρα «σωματίδιο του Θεού» – ή μποζόνιο Higgs – που πρόκειται να αναζητηθεί στον επιταχυντή LHC στη Γενεύη – μπορεί να υπάρχει σε διάφορες μορφές, σύμφωνα με μια νέα μελέτη.
Ο επιταχυντής σωματιδίων Tevatron του Fermilab στο Ιλινόις
Η ανακάλυψη του μποζονίου Higgs είναι ο πρωταρχικός στόχος του πειράματος στο LHC, αλλά κάποια νέα αποτελέσματα από μια ανταγωνιστική μελέτη, που πραγματοποιείται στον επιταχυντή σωματιδίων Tevatron, υποδηλώνουν ότι μπορεί το φευγαλέο σωματίδιο να υπάρχει σε πέντε μορφές, που όμως δεν έχει ποτέ εντοπιστεί παρά τα 50 χρόνια της έρευνας.
Ο νομπελίστας Leon Lederman βάφτισε το θεωρητικό αυτό μποζόνιο «σωματίδιο του Θεού», διότι η ανακάλυψή του θα μπορούσε να βοηθήσει στην κατανόηση του περιεχομένου του σύμπαντος, αλλά και να βοηθήσει τους ανθρώπους να γνωρίσουν το μυαλό του Θεού.
Το μποζόνιο Higgs είναι ζωτικής σημασίας για το αποδεκτό στους φυσικούς καθιερωμένο μοντέλο του σύμπαντος, που εξηγεί πώς τα διάφορα υποατομικά σωματίδια συνδέονται μεταξύ τους με τις τρεις από τις τέσσερις θεμελιώδεις δυνάμεις της φύσης – την ασθενή πυρηνική δύναμη, την ισχυρή πυρηνική δύναμη και τον ηλεκτρομαγνητισμό.
Το σωματίδιο του Θεού θεωρείται ότι μεσολαβεί σε ένα πεδίο μέσω του οποίου όλα τα άλλα σωματίδια αποκτούν τη μάζα τους. Αλλά επιστήμονες που εποπτεύουν του πειράματος DZero στον επιταχυντή σωματιδίων Tevatron στο Ιλινόις, δήλωσαν ότι πέντε διαφορετικά σωματίδια θα μπορούσαν να είναι υπεύθυνα για αυτή την συναλλαγή, ενδεχομένως, με νέους νόμους της φυσικής πέραν του Καθιερωμένου Μοντέλου.
Οι ερευνητές, που ανήκουν στο Εργαστήριο Fermi έξω από το Σικάγο, παρατήρησαν ότι στις συγκρούσεις των πρωτονίων και των αντι-πρωτονίων παράγονται ζεύγη σωματιδίων της ύλης 1% πιο συχνά από ό,τι παράγονται σωματίδια αντι-ύλης.
Αυτή η «ασυμμετρία» της ύλης και αντι-ύλης θα μπορούσε να εξηγηθεί από το Καθιερωμένο Μοντέλο, αλλά με την παρουσία πέντε μποζονίων Higgs με παρόμοιες μάζες αλλά διαφορετικά ηλεκτρικά φορτία, λένε οι ερευνητές.
Τα τρία θα είναι ουδέτερα, ένα θα έχει αρνητικό και ένα θετικό ηλεκτρικό φορτίο. Αυτό το μοντέλο είναι γνωστό ως μοντέλο ζεύγους δύο-Χιγκς (two-Higgs doublet)
Ο Adam Martin δήλωσε: “Σε μοντέλα με ένα επιπλέον ζεύγος Higgs, είναι εύκολο να έχουμε μεγάλες επιπτώσεις από μια νέα φυσική, σαν το αποτέλεσμα του πειράματος DZero," εξήγησε.
"Το δύσκολο είναι να έχουμε αυτά τα σημαντικά αποτελέσματα χωρίς καμιά μεταβολή οτιδήποτε άλλου που έχουμε ήδη μετρήσει.
"Το Καθιερωμένο Μοντέλο ταιριάζει ακριβώς σε κάθε δοκιμή που έχουμε κάνει. Για να χωρέσει ένα νέο αποτέλεσμα σε αυτόν τον συγκεκριμένο χώρο δεν είναι εύκολο."
Σύμφωνα με τους υπέρμαχους του «Καθιερωμένου Μοντέλου», αρκεί η εύρεση του μποζονίου Higgs για να «κλείσει ο κύκλος» και να επιβεβαιωθεί η πληρότητα αυτού του μοντέλου. Όμως άλλοι φυσικοί θεωρούν πια το «Καθιερωμένο Μοντέλο» ως ανεπαρκές, απλώς ως ένα ενδιάμεσο στάδιο για μια πιο πλήρη θεωρία. Όπως επισημαίνουν, το μοντέλο αυτό δεν μπορεί να ερμηνεύσει μια από τις τέσσερις θεμελιώδεις δυνάμεις της φύσης, τη βαρύτητα, ενώ περιγράφει μόνο την κοινή ύλη και όχι τη «σκοτεινή» ύλη που αποτελεί το 25% περίπου του σύμπαντος.
Η θεωρία της «υπερσυμμετρίας», που αποτελεί προέκταση του «Καθιερωμένου Μοντέλου», υποστηρίζει ότι κάθε υποατομικό σωματίδιο έχει ένα «σκιώδες» αντίγραφό του με μεγαλύτερη μάζα,. Όμως δεν έχει ακόμα υπάρξει κάποια πειραματική απόδειξη για αυτούς τους υπερ-εταίρους. Η υπερσυμμετρία μπορεί να δικαιωθεί πειραματικά στον επιταχυντή του CERN, αλλά μάλλον είναι δύσκολο να συμβεί αμέσως.
Όσο για το μποζόνιο Higgs σε μία ή σε πολλές μορφές, στοιχεία του μπορεί να αποκαλυφθούν από τον επιταχυντή LHC, τον πιο ισχυρό επιταχυντή υποατομικών σωματιδίων του κόσμου, ο οποίος είναι θαμμένος 100 μέτρα κάτω από τα γαλλο-ελβετικά σύνορα.
Οι ερευνητές έχουν δημοσιεύσει την τελευταία μελέτη DZero. Τα αποτελέσματα αναφέρθηκαν από το περιοδικό Symmetry.
Πηγή: The Telegraph
Διαβάστε και το σχετικό άρθρο για το πείραμα DZero
Νέα ένδειξη μιας νέας φυσικής που εξηγεί γιατί υπάρχουμε
Leave a Comment