Ο Αϊνστάιν του 21ου αιώνα

Μπορεί ο Πίτερ Χιγκς να μην ήταν ιδιαίτερα ικανός στο εργαστήριο, αλλά ποτέ δεν αμφέβαλλε ότι η θεωρία του μια μέρα θα αποδειχθεί. Αυτό που με τίποτα δεν περίμενε ήταν ότι θα ζούσε για να δει τελικά να ανακαλύπτεται το μποζόνιο που φέρει το όνομά του και που αποκαλείται «σωματίδιο του Θεού», ονομασία που απεχθάνεται ο ίδιος ο άθεος Δρ Χιγκς.

Ποιος είναι λοιπόν ο «Αϊνστάιν του 21ου αιώνα» που έχει κάνει την επιστημονική κοινότητα να παραληρεί από ενθουσιασμό και τους πάντες να μιλούν για κάτι που ελάχιστα καταλαβαίνουν;

Γεννήθηκε το 1929 στο Γουόλσεντ της Βρετανίας, γιος ενός ηχολήπτη του BBC, και τα πρώτα χρόνια της παιδικής του ηλικίας δεν ήταν ιδανικά.

Ο άνθρωπος που σήμερα είναι το φαβορί για το Νόμπελ Φυσικής έχασε τα πρώτα χρόνια του δημοτικού σχολείου λόγω του άσθματος από το οποίο υπέφερε και έκανε κάποια ιδιαίτερα μαθήματα στο σπίτι, ενώ σε μεγαλύτερη ηλικία δεν μπορούσε να επικεντρωθεί στη μελέτη, αφού ήταν αναγκασμένος να αλλάζει διαρκώς σχολεία λόγω της δουλειάς του πατέρα του και του Β’ Παγκοσμίου Πολέμου που ξέσπασε αργότερα.

Οταν ο πατέρας του τελικά μετακόμισε στο Μπέντφορντ, ο Χιγκς έμεινε με τη μητέρα του στο Μπρίστολ και φοίτησε σε σχολείο της περιοχής, όπου εμπνεύστηκε από το έργο ενός αποφοίτου και ενός από τους πρωτοπόρους της κβαντικής φυσικής, του Πολ Ντιράκ.

Στην ηλικία των 17 έφυγε για να εξειδικευθεί στα μαθηματικά στο Λονδίνο, ενώ αργότερα αποφοίτησε με αριστείο από το τμήμα Φυσικής του King’s College του Λονδίνου.

Πήρε μεταπτυχιακό και διδακτορικό και δίδαξε σε αρκετά εκπαιδευτικά ιδρύματα, μέχρι να καταλήξει το 1960 στο Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου, όπου διατηρεί μέχρι σήμερα την έδρα του και μένει μαζί με τη σύζυγο και τα δύο τους αγόρια.

Οι έρευνες

Εκεί άρχισε να ασχολείται με το σωματίδιο που εξηγεί την ύπαρξη μάζας στην ύλη και το 1964 διατύπωσε μαζί με άλλους τέσσερις επιστήμονες, τους Μπράουτ, Ενγκελμπερτ, Γκουράλνικ, Χέιγκεν και Κιμπλ τη θεωρία πεδίου του Χιγκς. Η εργασία του αρχικά απορρίφθηκε από την επιθεώρηση «Physics Letters» (την επιθεώρηση του CERN που τις προάλλες επιβεβαίωσε τη θεωρία του!) και τελικά δημοσιεύθηκε στην «Physical Review Letters».

Εκτός από διακεκριμένος επιστήμονας, ο Βρετανός φυσικός υπήρξε και ακτιβιστής της Καμπάνιας για τον Πυρηνικό Αφοπλισμό, από όπου αποσύρθηκε όταν η οργάνωση τάχθηκε κατά της πυρηνικής ενέργειας, κάτι που έκανε και με την Greenpeace, όταν αυτή τάχθηκε κατά της χρήσης γενετικά τροποποιημένων οργανισμών.

Ενθουσιασμός για την ανακάλυψη

Με την ανακάλυψη του ηλεκτρισμού και της Αμερικής παρομοίασαν τον εντοπισμό του μποζονίου Χιγκς οι επιστήμονες. Τη «συμβολή της Βρετανίας σε αυτό το εξαιρετικό επίτευγμα» χαιρέτισε ο πρωθυπουργός Ντέιβιντ Κάμερον, ενώ οι συνάδελφοί του επαίνεσαν τον Δρ Χιγκς και ζήτησαν να του απονεμηθεί ο τίτλος του ιππότη και να τιμηθούν με Νόμπελ και οι πέντε επιστήμονες που διατύπωσαν τη θεωρία πεδίου του Χιγκς. Κάτι που προκαλεί πονοκέφαλο στην Επιτροπή Νόμπελ, που δικαιούται να απονείμει το βραβείο μέχρι σε τρία άτομα.

ΤΑ 5 ΑΛΥΤΑ ΜΥΣΤΗΡΙΑ

ΥΠΕΡΣΥΜΜΕΤΡΙΑ

Ανίχνευση υπερ-σωματιδίων

Σύμφωνα με τη θεωρία της υπερσυμμετρίας, για κάθε σωματίδιο του Καθιερωμένου Μοντέλου της Φυσικής υπάρχουν στο Σύμπαν αντίστοιχα «υπερ»- σωματίδια. Παρ’ όλο που η θεωρία είναι ιδιαίτερα αγαπητή στους φυσικούς, δεν έχουν καταγραφεί μέχρι στιγμής τέτοιες ενδείξεις, ωστόσο ο Μεγάλος Αδρονικός Επιταχυντής (LHC) θα μπορούσε να ανιχνεύσει το ελαφρύτερο εξ αυτών, το ουδετερίνο, μια φευγαλέα οντότητα που δεν αλληλεπιδρά με την κανονική ύλη.

ΣΚΟΤΕΙΝΗ ΥΛΗ

Οι κινήσεις των γαλαξιών

Η ύλη, την οποία βλέπουμε, αντιστοιχεί μόλις στο 5% της συνολικής υλοενέργειας του Σύμπαντος και οι φυσικοί γνωρίζουν ότι αυτή δεν επαρκεί για να εξηγήσει τις κινήσεις των γαλαξιών. Οι επιστήμονες υποθέτουν ότι υπάρχει στη φύση πολύ περισσότερη μάζα (πέντε φορές περισσότερη της ύλης) που δεν είναι εύκολο να παρατηρηθεί λόγω της μη αλληλεπίδρασής της με την ύλη και του ότι δεν εκπέμπει ακτινοβολία. Υπερσυμμετρικά σωματίδια θεωρούνται υποψήφια συστατικά της.

ΣΚΟΤΕΙΝΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ

Η διαστολή του Σύμπαντος

Αντί η διαστολή του Σύμπαντος να επιβραδύνεται, όπως οι κοσμολόγοι προέβλεπαν λόγω της βαρύτητας, έκπληκτοι διαπίστωσαν ότι επιταχύνεται, κάτι που απέδωσαν στη σκοτεινή ενέργεια. Θεωρητικά είναι μία απωστική πίεση, αντίθετη της βαρύτητας, που απομακρύνει τους γαλαξίες μεταξύ τους και διαστέλλει ταχύτερα το Σύμπαν. Αγνωστη παραμένει η φύση της και η ύπαρξή της δεν έχει επιβεβαιωθεί, ωστόσο εκτιμάται ότι αντιστοιχεί στο 70% της υλοενέργειας του Σύμπαντος.

ΑΝΤΙΥΛΗ

Παραμένει άφαντη

Οι επιστήμονες υποθέτουν ότι στο «Big Bang» που γέννησε το Σύμπαν πριν από 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια η ύλη και η αντιύλη δημιουργήθηκαν σε ίσες ποσότητες. Η αντιύλη όμως εξακολουθεί να παραμένει άφαντη και οι φυσικοί έχουν εναποθέσει τις ελπίδες τους στον νέο Επιταχυντή LHCb του CERN στη Γενεύη, ο οποίος σχεδιάστηκε ειδικά για τη μελέτη του συγκεκριμένου άλυτου μυστηρίου.

5η ΔΙΑΣΤΑΣΗ

Η πρόκληση για τον επιταχυντή

Εκτός από τις τέσσερις γνωστές διαστάσεις (τις τρεις διαστάσεις του χώρου και τον χρόνο), οι οποίες δεν επαρκούν για τα ποικίλα μοντέλα της θεωρίας των χορδών, οι επιστήμονες υποθέτουν ότι υπάρχουν επιπλέον διαστάσεις. Σύμφωνα με τις θεωρίες χορδών, τα σωματίδια δεν είναι σαν σφαιρίδια, όπως συνήθως απεικονίζονται, αλλά χορδές που ταλαντώνονται με διαφορετικές συχνότητες. Οι κρυμμένες αυτές διαστάσεις θα μπορούσαν να ανακαλυφθούν από τον LHC.

Η ΣΗΜΑΣΙΑ ΠΟΥ ΕΧΕΙ ΤΟ ΜΠΟΖΟΝΙΟ ΧΙΓΚΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ

Ο εντοπισμός του λεγόμενου μποζονίου Χιγκς ή «σωματιδίου του Θεού» έχει γίνει το κορυφαίο θέμα συζήτησης στους επιστημονικούς κύκλους και έχει προκαλέσει παγκόσμια υστερία: το Twitter έχει κατακλυστεί από δημοσιεύσεις που μιλούν για την ανακάλυψη, η οποία φιγουράρει στα πρωτοσέλιδα των εφημερίδων, ενώ ήδη πωλούνται στο Διαδίκτυο μπλουζάκια με το μποζόνιο και κυκλοφορούν τα πρώτα ανέκδοτα.

Τι σημαίνει όμως πραγματικά η ανακάλυψη αυτή για την επιστήμη και την ανθρωπότητα;

Μπορεί να μην έχει πρακτική εφαρμογή, ωστόσο η σημασία της για την επιστήμη είναι τεράστια. Εφόσον επιβεβαιωθεί ότι το σωματίδιο που εντοπίστηκε στο CERN είναι το μποζόνιο του Χιγκς, τότε οι επιστήμονες δεν θα χρειαστεί να αναθεωρήσουν το αγαπημένο τους Καθιερωμένο Μοντέλο της Φυσικής, την εξίσωση που συγκεντρώνει τις γνώσεις για τα στοιχειώδη σωματίδια του Σύμπαντος.

Το «σωματίδιο του Θεού» γίνεται έτσι το χαμένο κομμάτι του παζλ που εξηγεί πώς η ύλη απέκτησε μάζα μετά τη «Μεγάλη Εκρηξη».

Το ενδεχόμενο

Υπάρχει όμως το ενδεχόμενο να αποδειχθεί ότι το υποατομικό σωματίδιο δεν είναι αυτό ακριβώς που συμπληρώνει το Καθιερωμένο Μοντέλο αλλά ένα από τα πολλά διαφορετικά «μποζόνια Χιγκς» που ενδεχομένως υπάρχουν στη φύση.

Ανάλογα με τα χαρακτηριστικά και τη συμπεριφορά του συγκεκριμένου υποατομικού σωματιδίου, αυτό θα μπορούσε να ανοίξει τον δρόμο σε μια «εξωτική» Φυσική που θα ξεπερνά τα όσα προβλέπει το Καθιερωμένο Μοντέλο και θα ανατρέπει ό,τι γνωρίζαμε μέχρι σήμερα για το Σύμπαν.

Οι δυνατότητες που ανοίγονται για τους επιστήμονες από μια τέτοια διαπίστωση είναι τεράστιες, αφού θα μπορέσουν να ασχοληθούν με μεγαλύτερα αναπάντητα ερωτήματα της υποσωματιδιακής φυσικής και του Σύμπαντος, όπως η υπερσυμμετρία, η σκοτεινή ύλη και η σκοτεινή ενέργεια και η αντιύλη.

Το σίγουρο είναι ότι στην περίπτωση που το σωματίδιο δεν είναι ο χαμένος κρίκος της αλυσίδας του Καθιερωμένου Μοντέλου, οι ανακαλύψεις που θα ακολουθήσουν θα είναι ακόμη πιο συγκλονιστικές από τον εντοπισμό του μποζονίου Χιγκς.

ΕΡΗ ΠΑΝΣΕΛΗΝΑ,  στο ΕΘΝΟΣ

Δημοσίευση: Ιουλίου 08, 2012