Τι μένει να ανακαλύψουμε μετά το μποζόνιο του Χιγκς; / του Νταβίντ Λαρουσερί Νοέμβριος 20 2013 Επισκεφθείτε το group της στο Facebook ή το Twitter για να σχολιάσετε, να συζητήσετε και να κοινοποιήσετε αυτό το άρθρο
Το σύμπαν 380 χιλιάδες χρόνια μετά το «μπιγκ μπανγκ», όπως φωτογραφήθηκε από το δορυφόρο «Πλανκ» Μεταξύ Ιουλίου 2012 και Ιουλίου 2013, η φυσική γνώρισε δύο θριάμβους, που γεφύρωσαν το απειροελάχιστο με την απεραντοσύνη του μακρόκοσμου: Στις 4 Ιουλίου 2013, μια ευρεία διεθνής συνεργασία ανακοινώνει στο εργαστήριο φυσικής του CERN στη Γενεύη την ανακάλυψη ενός σωματιδίου, του μποζόνιου Μπρουτ (Brout)- Ενγκλέρ (Englert)- Χιγκς (Higgs). Συμπληρώθηκε έτσι ο πίνακας του λεγόμενου « καθιερωμένου προτύπου », που καταγράφει όλα τα στοιχειώδη σωματίδια και τις αλληλεπιδράσεις τους. Στις 21 Μαρτίου 2013 μια άλλη διεθνής συνεργασία, χάρη τούτη τη φορά στο δορυφόρο «Πλανκ», δημοσίευε την αρχαιότερη ως σήμερα απεικόνιση του σύμπαντος, μόλις 380 χιλιάδες χρόνια μετά τη « μεγάλη έκρηξη », επιτρέποντάς μας να διαπιστώσουμε από τι αποτελείται το σύμπαν. Δεν γνωρίζουμε παρά μόνο λιγότερο από 5% από ό,τι μας περιβάλλει... Τα απαντήσαμε λοιπόν όλα; Ασφαλώς όχι! Μένουν ένα σωρό να ανακαλυφθούν. Μάλιστα, η ετυμηγορία του «Πλανκ» μας επέτρεψε μεταξύ άλλων να μετρήσουμε το μέγεθος της αγνοίας μας:δεν γνωρίζουμε παρά λιγότερο από 5% όσων μας περιβάλλουν... Αυτό το 5% εκπροσωπεί την λεγόμενη «συνήθη» ύλη, από την οποία αποτελείται το χαρτί ή η οθόνη που μας επιτρέπει να εμφανίσουμε αυτό το άρθρο. Όμως όλοι αυτοί οι πυρήνες, τα ηλεκτρόνια και τα φωτόνια τελικά δεν μετράνε και τόσο πολύ σε σχέση με την απεραντοσύνη του σύμπαντος. Υπάρχουν δύο ακόμα συστατικά του, για τα οποία δε γνωρίζουμε τίποτα: είναι η « σκοτεινή ύλη » και η « σκοτεινή ενέργεια ». Σύμφωνα με το δορυφόρο «Πλανκ», η πρώτη εκπροσωπεί πάνω από το 25% του συνόλου του σύμπαντος και η δεύτερη σχεδόν 70%. Η «σκοτεινή ύλη» δομεί το σύμπαν σε μεγάλη κλίμακα, και το βαρυτικό της αποτέλεσμα αποτρέπει π.χ. τους γαλαξίες από το να εκραγούν. Η δεύτερη είναι μια ενέργεια που τείνει να επιταχύνει την επέκταση του σύμπαντος. Κατά τα άλλα, αγνοούμε σχεδόν τα πάντα για τη φύση αυτών των φαινομένων! Η «σκοτεινή ύλη» θα πρέπει να είναι μια εξωτική μορφή ύλης, που ήδη προσπαθούμε να την εντοπίσουμε στη Γη, με τη βοήθεια πελώριων συσκευών. Ελπίζουμε πως η μεγέθυνσή αυτών των συσκευών θα αυξήσει αντίστοιχα τις (λίγες) πιθανότητες να την εντοπίσουμε. Η τελευταία εξ αυτών, το LUX ανακοίνωσε στις 30 Οκτωβρίου πως δεν βρήκε τίποτα. Όπως και οι ανταγωνιστές του, το « EDELWEISS », το CDMS, σκοπεύουν να γίνουν ακόμα ογκωδέστερες, ώστε να φέρουν εις πέρας αυτήν την αποστολή. Όσον αφορά τη «σκοτεινή ενέργεια», τα πράγματα είναι εξίσου σκοτεινά. Ως σήμερα, οι ερευνητές -μελετώντας το φως που εξέπεμπε η έκρηξη των μακρινών άστρων, των σούπερ νόβα- επιβεβαίωσαν την επιτάχυνση της διαστολής του σύμπαντος, που ανακαλύφθηκε για πρώτη φορά το 1998. Τείνουν επίσης να αποδείξουν πως η επιτάχυνση αυτή είναι μια ακόμα φυσική σταθερά, όπως π.χ. η ταχύτητα του φωτός. Αλλά προς το παρόν δεν μπορούν να προσεγγίσουν αυτό το μέγεθος με προσέγγιση μικρότερη του 10%. Πράγμα που αφήνει πελώρια περιθώρια για επαναστατικές θεωρίες ερμηνείας της επιτάχυνσης αυτής, συμπεριλαμβανομένων της ύπαρξης μιας άγνωστης δύναμης, της αμφισβήτησης των νόμων της βαρύτητας στη μεγάλη κλίμακα, ακόμα και την υπόθεση πως η Γη βρίσκεται σε μια ιδιαίτερη ζώνη του σύμπαντος που παράγει την ψευδαίσθηση πως το σύμπαν επεκτείνεται με επιταχυνόμενη ταχύτητα... «Ψάχνουμε να βρούμε αν έχουμε να κάνουμε με μια σταθερά ή όχι. Τα τηλεσκόπια που αναμένουμε για τη δεκαετία του 2020, σαν το LSST στη Χιλή ή ακόμα και τον " Ευκλείδη", στο διάστημα, θα μας επιτρέψουν να φτάσουμε σε προσέγγιση της τάξης του 1%», παρατηρεί ο Ρεϊνάλντ Πεν (ReynaldPain), διευθυντής του « εθνικού κέντρου επιστημονικών ερευνών » (CNRS) στο « εργαστήριο πυρηνικής φυσικής και υψηλών ενεργειών » (LPNHE) των έκτου και έβδομου πανεπιστημίων του Παρισιού και του CNRS. Αν φυσικά διαπιστωνόταν πως αυτή η επιτάχυνση δεν ανήκει στις φυσικές σταθερές, θα είχαμε ένα επιστημονικό σεισμό που θα ισοδυναμούσε με την επανεξέταση της φυσικής από την αρχή... Αλλά η προσμονή και η αβεβαιότητα είναι εξίσου σημαντικές και στο εναπομείναν 5%, τη «χαζή», συνηθισμένη ύλη που a priori θεωρούμε πως γνωρίζουμε καλύτερα. «Χάρη στην ανακάλυψη του μποζονίου του Χιγκς, οι θεωρητικές μας γνώσεις πλέον εξηγούν όλα όσα παρατηρούμε. Δεν είναι λίγο αυτό. Μπορούμε να νιώθουμε περήφανοι που φτάσαμε ως εδώ», παρατηρεί ο Αμπντελχάκ Ντζουαντί (Abdelhak Djouadi) ερευνητής του CNRS στο εργαστήριο θεωρητικής φυσικής του Ορσέ. «Αυτό το σωματίδιο είναι πολύ ιδιαίτερο, πρωτόγνωρο ως προς τις ιδιότητές του για τους φυσικούς. Και θέτει πρωτόγνωρα ερωτήματα», προσθέτει ενθουσιωδώς ο Ιβ Σιρουά (Yves Sirois), του CNRS και μέλος του πειράματος CMS, ενός εκ των δύο που οδήγησαν στην ταυτοποίηση του νέου ευρήματος στο CERN. Οι φυσικοί καλούνται τώρα να αποκρυπτογραφήσουν τις ιδιότητες του μποζονίου, εκ των οποίων μια τουλάχιστο είναι μυστηριώδης: γιατί να έχει τη μάζα που έχει; Πρόκειται αφ' εαυτόν για μια παραδοξολογία, από τη στιγμή που γνωρίζουμε πως είναι ακριβώς λόγω της αλληλεπίδρασης αυτού του σωματιδίου με άλλα που η ύλη διαθέτει... μάζα. Από αυτό το ερώτημα προκύπτουν πολλά ακόμα: οι φυσικοί γνωρίζουν πώς αν προσπαθήσουν να εφαρμόσουν τις εξισώσεις τους και τις ιδιότητες του μποζονίου στις υψηλές ενέργειες, τα μοντέλα τους καταρρέουν. Υπάρχουν λοιπόν κι άλλα μυστήρια, που βρίσκονται πέραν των σημερινών γνώσεων της φυσικής. «Προχωράμε είτε μέσω της ανακάλυψης νέων σωματιδίων, είτε μέσω ανωμαλιών στα μαθηματικά μας αποτελέσματα», εξηγεί ο Αμπντελχάκ Ντζουαντί. Το πρόβλημα είναι πως προς το παρόν δεν διαθέτουμε κανένα στοιχείο για την κατεύθυνση προς την οποία πρέπει να κινηθούμε. Οι πλέον ανυπόμονοι προσδοκούν πως η διαταραχή θα προέρθει από την ανακάλυψη νέων σωματιδίων ή την ύπαρξη νέων, άγνωστων διαστάσεων, πέραν των τριών γνωστών του χώρου. Η συσκευή στην οποία οφείλεται η ανακάλυψη του Ιουλίου, ο « μεγάλος επιταχυντής αδρονίων » (LHC) ήδη αναβαθμίζεται ώστε να βελτιωθούν ακόμα περισσότερο οι επιδόσεις του. Αν δε βρει τίποτα στα δύο ή τρία χρόνια που θα ακολουθήσουν την επαναλειτουργία του το 2014, οι αμφιβολίες κινδυνεύει να κυριαρχήσουν. «Ας ερευνήσουμε πρώτα όσα μπορούμε. Ίσως να βρούμε κάτι»,συμβουλεύει ο Αμπντελχάκ Ντζουαντί. Στο σημείο αυτό είναι που κάνει την εμφάνισή του το «Πλανκ», έχοντας στις αποσκευές του αποτελέσματα που πιθανό να δίνουν μιαν εξήγηση στα ερωτήματα που απασχολούν τη σωματιδιακή φυσική. Η εικόνα του σύμπαντος 380 χιλιάδες χρόνια μετά τη «μεγάλη έκρηξη» φέρει ακόμα τα σημάδια συμβάντων ακόμα αρχαιότερων, που φτάνουν ως τις πρώτες στιγμές μετά το «μπιγκ μπανγκ». Υπάρχουν θεωρίες που υποθέτουν πως εκείνες τις πρώτες στιγμές το σύμπαν επεκτάθηκε κατά τρόπο εντελώς υπερβολικό. Αυτό το φαινόμενο (της λεγόμενης «μεγέθυνσης») πιθανό να συνδέεται με γεγονότα που να μην είναι άσχετα με ορισμένες από τις ιδιότητες του μποζονίου τουΧιγκς. Το καλοκαίρι του 2014, το «Πλανκ» θα δημοσιοποιήσει τα νέα του αποτελέσματα, που αναμφίβολα θα εξηγούν κάπως καλύτερα αυτή τη «μεγέθυνση». Και η « ευρωπαϊκή υπηρεσία διαστήματος » (ESA) θα εξοπλιστεί ίσως με τους διαδόχους του, το « κορ » ή το « πρισμ » ώστε να αποκτήσει ακριβέστερη γνώση εκείνων των παραμέτρων που συνδέουν τα δύο άπειρα, του μικρόκοσμου και του μακρόκοσμου. -------------------------------------------------------------------------------- O David Larousserie είναι δημοσιογράφος ________ Orasi mailing list για την διαγραφή σας από αυτή την λίστα στείλτε email στην διεύθυνση [email protected] και στο θέμα γράψτε unsubscribe Για να στείλετε ένα μήνυμα και να το διαβάσουν όλοι οι συνδρομητές της λίστας στείλτε email στην διεύθυνση [email protected] διαβάστε τι συζητά αυτή η λίστα http://hostvis.net/mailman/listinfo/orasi_hostvis.net Για το αρχείο της λίστας http://www.mail-archive.com/[email protected] παλαιότερο αρχίο (έως 25/06/2011) http://www.freelists.org/archives/orasi __________ NVDA δωρεάν αναγνώστης οθώνης ένα πρόγραμμα ανοιχτού λογισμικού http://www.nvda-project.org/ __________ Για καλή Ελληνική και ξένη μουσική, Θεατρικά έργα από το ελληνικό και παγκόσμιο ρεπερτόριο επισκεφθείτε το http://www.isobitis.com ______________
