Σωματίδιο - Φάντασμα στο CERN

Πριν από μισό αιώνα, ο Πίτερ Χιγκς διατύπωσε μια θεωρητική πρόβλεψη που του χάρισε μια θέση σε όλα τα πανεπιστημιακά εγχειρίδια Κβαντικής Φυσικής. Από χθες το πρωί, ο 84χρονος επιστήμονας, ομότιμος καθηγητής του Πανεπιστημίου του Εδιμβούργου, βρίσκεται ένα βήμα από το βραβείο Νομπέλ, το οποίο απονέμεται μόνο στην περίπτωση που η όποια καινοτομία έχει επιβεβαιωθεί αμετάκλητα από τους δύο αποφασιστικούς κριτές κάθε φυσικής θεωρίας: την παρατήρηση και το πείραμα.

Οπως ανακοινώθηκε στη διάρκεια επιστημονικού συνεδρίου που πραγματοποιήθηκε στην Αόστα των Ιταλικών Αλπεων, υπάρχουν «ισχυρότατες ενδείξεις» ότι ανακαλύφθηκε, επιτέλους, το περίφημο μποζόνιο Χιγκς, την ύπαρξη του οποίου είχε υποθέσει ήδη από το 1964 ο Βρετανός επιστήμονας, για να καλύψει μια βασική «τρύπα» στην κβαντική θεωρία των στοιχειωδών σωματιδίων, γνωστή ως «Καθιερωμένο Πρότυπο».

Οι πρώτες ενδείξεις προέκυψαν στις 4 Ιουλίου του περασμένου χρόνου, ύστερα από το πιο περίπλοκο πείραμα στην ιστορία των επιστημών, το οποίο πραγματοποιήθηκε στον γιγαντιαίων διαστάσεων επιταχυντή του Ευρωπαϊκού Κέντρου Πυρηνικών Ερευνών (CERN) στη Γενεύη. Ακολούθησαν μήνες εντατικής επεξεργασίας του απειράριθμου πλήθους πειραματικών δεδομένων από δύο ερευνητικές ομάδες -«Ατλας» και CMS- κάθε μία από τις οποίες αριθμεί εκατοντάδες επιστήμονες.

«Τα προκαταρκτικά δεδομένα είναι κατά τη γνώμη μου θαυμάσια. Στα μάτια μου είναι ολοκάθαρο ότι πρόκειται για ένα μποζόνιο Χιγκς, αν και έχουμε ακόμη πολύ δρόμο να διανύσουμε μέχρις ότου ξεκαθαρίσουμε περί τι είδους μποζονίου Χιγκς πρόκειται», δήλωσε ο εκπρόσωπος Τύπου της ομάδας CMS, Τζόζεφ Ινκαντέλα. «Πρόκειται για το πρώτο κεφάλαιο μιας νέας εποχής της φυσικής», υποστήριξε ο Τόνι Βάιντεμπεργκ από το Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης, εκ των συντελεστών της ομάδας «Ατλας».

Αντικείμενο εντατικών, όσο και άγονων, ερευνών στους μεγαλύτερους επιταχυντές σωματιδίων όλου του κόσμου εδώ και δεκαετίες, το σωματίδιο-φάντασμα του Χιγκς ανήκει σε μία από τις δύο βασικές κατηγορίες σωματιδίων που συγκροτούν το σύμπαν, τα λεγόμενα μποζόνια. Τα στοιχειωδέστερα εξ αυτών λειτουργούν ως φορείς των διαφόρων δυνάμεων (για παράδειγμα, τα φωτόνια είναι φορείς της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης). Η δεύτερη μεγάλη οικογένεια στοιχειωδών σωματιδίων, τα φερμιόνια (ηλεκτρόνια, πρωτόνια, νετρόνια κ.ά.), αποτελούν τα δομικά συστατικά όλων των συνηθισμένων υλικών σωμάτων. Το μποζόνιο του Χιγκς, αυτός ο ελλείπων κρίκος στο μεγαλοπρεπές οικοδόμημα της κβαντικής θεωρίας, εξηγεί τον τρόπο με τον οποίο τα υπόλοιπα σωματίδια αποκτούν τη μάζα τους, αλληλεπιδρώντας σε ένα υποθετικό πεδίο δυνάμεων.

Για να ταυτοποιηθεί πέραν πάσης αμφιβολίας το σωματίδιο που ανακάλυψαν οι επιστήμονες του CERN, πρέπει να επιβεβαιωθούν οι θεμελιώδεις ιδιότητές του, που προβλέπονται από την κβαντική θεωρία, όπως η ιδιοπεριστροφή (spin) και η ομοτιμία (parity). Ακριβώς αυτό προσπάθησαν να επιβεβαιώσουν, βάσει των πειραματικών δεδομένων, οι επιστήμονες του CERN. Οι μέχρι τώρα ενδείξεις υποδηλώνουν ότι το σωματίδιο ανταποκρίνεται επακριβώς στις προβλέψεις του «Καθιερωμένου Προτύπου», κάτι που παραδόξως... απογοήτευσε λιγάκι ορισμένους ερευνητές: σύμφωνα με πολλούς θεωρητικούς φυσικούς, η επιβεβαίωση του ισχύοντος μοντέλου θα είναι μια σημαντική, πλην ελαφρώς... βαρετή εξέλιξη, ενώ στην αντίθετη περίπτωση, θα άνοιγαν πολύ συναρπαστικότεροι, εναλλακτικοί δρόμοι για την επιστημονική έρευνα.