Το Νόμπελ Φυσικής 2008 δόθηκε για ανακαλύψεις στα κουάρκ και στην αυθόρμητη διάσπαση της συμμετρίας

Δίκτυο, 7 Οκτωβρίου 2008

Δύο Ιάπωνες και ένας Αμερικανός κέρδισαν το φετινό Νόμπελ Φυσικής 2008. Όλοι τους βραβεύτηκαν για εργασίες στον τομέα της σωματιδιακής φυσικής.

Έτσι, η επιτροπή τίμησε τον Yoichiro Nambu, Αμερικανό πολίτη που γεννήθηκε όμως στο Τόκιο το 1921, για την ανακάλυψη του μηχανισμού «αυθόρμητης διάσπασης της συμμετρίας στην υποατομική φυσική», που βοήθησε μεταξύ των άλλων να εξηγηθεί γιατί το σύμπαν αποτελείται από ύλη κι όχι από αντι-ύλη.

Αν συνέβαινε το σύμπαν να έχει ίσες ποσότητες ύλης και αντιύλης - επειδή το σύμπαν θα ήταν συμμετρικό - τότε κάθε φορά που η αντι-ύλη συναντούσε την ύλη θα είχαμε εκπομπή ακτίνων γ.

Για να φτιαχτεί το σύμπαν που κυριαρχείται από την ύλη που βλέπουμε σήμερα, έπρεπε να υπάρξει μια ανισορροπία στους νόμους της φυσικής. Η πρώτη απόδειξη γι αυτή την ανισορροπία αποκαλύφθηκε το 1964, όταν μελετήθηκε η συμπεριφορά του καονίου.

Αυτό το καόνιο φτιάχνεται από ένα κουάρκ κι ένα αντι-κουάρκ, και μπορεί να μετασχηματιστεί στο αντίστοιχο  αντισωματίδιο του προτού διασπαστεί σε άλλα σωματίδια. Τα σχετικά πειράματα αποκάλυψαν ότι τα καόνια καμιά φορά διασπώνται με έναν τρόπο που απαγορεύεται αν η ύλη και η αντιύλη υπάκουαν στους ίδιους νόμους.

Επίσης, οι ιδέες του είναι πίσω από την άποψη ότι η ισχυρή, ηλεκτρομαγνητική, και ασθενής δύναμη ήταν τμήματα μιας υπερ-δύναμης στις απαρχές του Κόσμο. Η αυθόρμητη διάσπαση της συμμετρίας είναι ο μηχανισμός με τον οποίο αυτή η υπερ-δύναμη σπάει για να σχηματίσει τρεις χωριστές δυνάμεις καθώς ψύχεται το σύμπαν. Πειράματα στο CERN έχουν επιβεβαιώσει αυτή την διάσπαση συμμετρίας στην ηλεκτρασθενή δύναμη, που διασπάστηκε σε ηλεκτρομαγνητική και ασθενή δύναμη.

Οι φυσικοί τώρα ψάχνουν για το μηχανισμό Higgs που είναι κι αυτή μια αυθόρμητη διάσπαση της συμμετρίας. Ο μηχανισμός αυτός έδωσε μάζα στα σωματίδια στις απαρχές του σύμπαντος πριν 13.7 δισ. έτη μέσω του σωματιδίου Higgs, προβλέπει η θεωρία. Οι επιστήμονες στο Μεγάλο Επιταχυντή Συγκρουόμενων Δεσμών Αδρονίων (Large Hadron Collider) στο CERN, έχουν σκοπό να ψάξουν  για το σωματίδιο αυτό μόλις ξανα-ανοίξει την Άνοιξη του 2009.

Οι φυσικοί Peter Higgs, Robert Brout και François Englert το 1964 έδειξαν πως η αυθόρμητη διάσπαση συμμετρίας καταστρέφει τη συμμετρία μεταξύ των δυνάμεων και δίνει στα σωματίδια τη μάζα τους.

Ο Nambu μοιράστηκε το χρηματικό έπαθλο των 1,4 εκατ. δολαρίων εξ ημίσειας με τους Makoto Kobayashi και Toshihide Maskawa, που τιμήθηκαν για τη δουλειά τους που προέβλεψε την ύπαρξη τουλάχιστον τριών οικογενειών κουάρκ στη φύση. Ο Nambu επίσης επηρέασε την ανάπτυξη της Κβαντικής Χρωμοδυναμικής, μια θεωρία που περιγράφει τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των κουάρκ.

Ο Kobayashi είναι 64 ετών και εργάζεται στο εργαστήριο KEK της Ιαπωνίας, ενώ ο Maskawa είναι 68 ετών και εργάζεται στο πανεπιστήμιο του Κυότο. 

Σύμφωνα με το καθιερωμένο μοντέλο της σωματιδιακής φυσικής τα κουάρκ είναι δομικές μονάδες των πρωτονίων, νετρονίων και άλλων υποατομικών σωματιδίων.  Οι προαναφερθέντες Kobayashi και Maskawa πρότειναν τους έξι τύπους των κουάρκ που κατανέμονται σε τρεις ομάδες (up και down, strange και charm, bottom και top). Όλοι αυτοί οι τύποι ανακαλύφθηκαν αργότερα στους μεγάλους επιταχυντές.

Πέρυσι βραβεύτηκαν οι Albert Fert και Peter Gruenberg για την ανακάλυψη τους στην γιγάντια μαγνητοαντίσταση.

Διαμαρτύρονται οι Ιταλοί φυσικοί για την απονομή του Νόμπελ Φυσικής

Εντωμεταξύ διαμαρτύρονται φυσικοί από την Ιταλία για την αδικία, όπως λένε, να δοθεί το Νόμπελ Φυσικής 2008 στους τρεις Ιάπωνες, θεωρώντας ότι έπρεπε να τιμηθεί και ο Nicola Cabibbo.

Σύμφωνα με τον Ιταλό φυσικό Σέρτζιο Μπερτολούτσι, διευθυντή έρευνας του CERN, η απονομή μόνο στους Ιάπωνες είναι μία απόφαση εντελώς ανεξήγητη. Γιατί η αρχική ιδέα πάνω στην οποία στηρίχτηκαν οι εργασίες των βραβευθέντων "διατυπώθηκε το 1963 από το Nicola Cabibbo", διαβεβαιώνει ο υπεύθυνος του CERN. "Ο Cabibbo ήταν ο πρώτος που κατανόησε τον μηχανισμό του φαινομένου των σωματιδίων, ο οποίος στην συνέχεια αναπτύχθηκε από τους υπόλοιπους φυσικούς. Αυτό που έκαναν οι Kobayashi και Toshihide ήταν να γενικεύσουν μία κεντρική ιδέα, την πατρότητα της οποίας έχει ο Nicola Cabibbo".