Η τύχη του συγκρουστή Lep κρίνεται αυτές τις ημέρες

Από σελίδα του BBC 3 Νοεμβρίου 2000

Ο συγκρουστής Lep (Large Electron-Positron) μπορεί να είδε 'σκιές' του σωματιδίου Higgs.
Οι Ευρωπαίοι επιστήμονες καθυστερούν να πάρουν την απόφαση για τη διάλυση του γιγαντιαίου αλλά παλιού συγκρουστή ηλεκτρονίων-ποζιτρονίων, γιατί αυτή την εποχή γίνονται πειράματα για να βρούν ένα από τα τελευταία σωματίδια  που προβλέπει το καθιερωμένο μοντέλο της φυσικής. Ο τελευταίος κρίκος της αλυσίδας αυτής είναι το σωματίδιο Higgs.
Η απόφαση αυτή αναμένεται να ληφθεί σε λίγες ημέρες.

Οι επιστήμονες στο εργαστήριο Cern της Ελβετίας πρέπει πρώτα να πάρουν τα δεδομένα της έρευνας τους για το σωματίδιο Higgs, που τους παρέχουν τα μηχανήματα του συγκρουστή, πριν πάρουν οποιαδήποτε απόφαση.

Σύμφωνα με το Standard Model, το σωματίδιο Higgs είναι αυτό που εξηγεί γιατί άλλα στοιχειώδη σωματίδια έχουν μάζα. Επιβεβαιώνοντας την υπαρξη του μποζονίου Higgs, θα είναι το τελευταίο ιστορικό κατόρθωμα για το συγκρουστή  Lep, πριν γίνει παλιοσίδερα ώστε να ανοίξει δρόμο για ένα πιό ισχυρό συγκρουστή.

Η ζωή του Lep έχει ήδη παραταθεί για ένα μήνα και μάλλον πάει για μια άλλη παράταση. Ο Lep είναι κυκλικός, βρίσκεται σε ένα εσωτερικό tunnel και έχει μήκος περιφέρειας 27km. Ο νέος Large Hadron Collider, που θα μπεί στη θέση του, θα αργήσει να ξεκινήσει τη λειτουργία του και αυτός είναι ο λόγος που οι ερευνητές βιάζονται να συνεχίσουν τα πειράματα στον Lep, που μάλλον θα τους αποφέρει ένα βραβείο Nobel.

Εαν ο Lep κλείσει, πολλοί επιστήμονες σκέφτονται πως ο FNAL (Fermi National Accelerator Laboratory) έξω από το Chicago των ΗΠΑ, θα μπορούσε να έχει μια καλή ευκαιρία να βρεί το Higgs πριν στο Cern   ξεκινήσει ο μεγάλος συγκρουστής αδρονίων (LHC).

Κατά τη διάρκεια των τελευταίων μηνών, τρείς από τους πέντε ανιχνευτές του Lep, εργάζοντας πυρετωδώς για την εύρεση κάποιας 'σκιάς' του σωματιδίου φάντασμα. Το σωματίδιο Higgs υπάρχει για απειροελάχιστα κλάσματα του second, κάνοντας αδύνατον να το δούμε κατευθείαν. Οι φυσικοί του CERN προσβλέπουν να το δουν ενώ αυτό αποσυντίθεται.

Το Higgs

Το σωματίδιο Higgs πήρε το όνομα του από τον Βρεττανό φυσικό Peter Higgs, που παραδέχεται την ύπαρξη του χωρίς ακόμη αυτό να έχει εμφανιστεί, περισσότερο από 30 χρόνια πριν. Και το υπέθεσε για να εξηγήσει με ποιό τρόπο η ύλη (quarks, gluons, photons και electrons) έχει μάζα. Η θεωρία δέχεται πως υπήρχε ένα πεδίο, το Higgs,  μέσω του οποίου μεταφέρεται μάζα σε αυτά. Καθώς αυτά αντιδρούν με το πεδίο, τα σωματίδια αποκτούν τη μάζα που έχουν.

Είναι γνωστό ότι επειδή το φωτόνιο (φορέας της   ηλεκτρικής δύναμης) δεν έχει μάζα, έπρεπε και τα W⁺, W^- και Z (τα σωματίδια φορείς της ασθενούς δύναμης), να μην έχουν μάζα για να επιτευχθεί έτσι η ενοποίηση των ασθενών με τις ηλεκτρικές δυνάμεις.
Το 1960 δύο φυσικοί o Steven Weinberg, και Abdus Salam ανακάλυψαν πως τα σωματίδια φορείς της ασθενούς δύναμης W⁺, W^- και Z μπορεί να έχουν μάζα χωρίς όμως να σπάει η βασική συμμετρία βαθμίδας της ασθενούς δύναμης. Χωρίς να εισαχθεί μιά μάζα στη θεωρία -στις εξισώσεις της- θα μπορούσε να δημιουργείται αυτόματα (αυθόρμητα) μάζα ως αποτέλεσμα κάποιων αλληλεπιδράσεων στο πεδίο των ασθενών δυνάμεων, δηλαδή μέσω της ρήξης της βασικής συμμετρίας.
Για να επιτευχθεί αυτό το αποτέλεσμα οι δύο Φυσικοί εισήγαγαν ένα επιπλέον κβαντικό πεδίο προς τιμήν του Peter Higgs, που πρώτος έδωσε αυτή την ιδέα. Τα κβάντα Higgs είναι μποζόνια χωρίς spin και μάζα αμφισβητούμενη. Αν είναι 'ελαφρύ' θα το δούμε στον LEP, ενω αν είναι 'βαρύ' στο SSC (Superconducting Super-Collider) των ΗΠΑ. Μέσω του Higgs ίσως αποκτούν μάζα τα W⁺, W^- και Z.

Δείτε και τα σχετικά άρθρα

• Τα μποζόνια Higgs στον ορίζοντα
• Τα σωματίδια Higgs
• Έρευνες για τα σωματίδια Higgs