Το «επόμενο βήμα» για το σωματίδιο Χιγκς
Δύο χρόνια μετά την ανακάλυψη του μποζονίου Χιγκς, οι επιστήμονες συνεχίζουν να μελετούν τη συμπεριφορά του, καταγράφοντας με λεπτομέρεια τις ιδιότητές του. Την εβδομάδα αυτή στο διεθνές συνέδριο Φυσικής Υψηλών Ενεργειών στη Βαλένθια της Ισπανίας, οι ερευνητές του CERN παρουσίασαν τα τελευταία νέα γύρω από το Χιγκς και έδωσαν στη δημοσιότητα ακριβέστερες μετρήσεις για τη μάζα του, το χρόνο ζωής του, τους τρόπους με τους οποίους διασπάται και άλλα κβαντικά χαρακτηριστικά του.
Το σωματίδιο Χιγκς, από τη δεκαετία του 1970 αποτελεί σημείο αναφοράς για την ανάπτυξη της σωματιδιακής φυσικής καθώς αποτελεί τον καλύτερο τρόπο που έχουμε στη διάθεσή μας για να εξηγήσουμε τη μάζα που έχει η ύλη. Η ανακάλυψή του τον Ιούλιο του 2012 έδωσε μία αναμφισβήτητη ώθηση στη σύγχρονη φυσική και ανανέωσε την πίστη στην εγκυρότητα του Καθιερωμένου Προτύπου, της θεωρίας δηλαδή που περιλαμβάνει όλα τα φυσικά φαινόμενα πλην της βαρύτητας. Ταυτόχρονα όμως η ανακάλυψη του νέου σωματιδίου γέννησε νέα δομικά ερωτήματα σχετικά με το τι μπορεί να κρύβεται πίσω της.
“Σε δύο μόλις χρόνια, η γνώση μας έχει αυξηθεί δραματικά”, δήλωσε η Γκαμπριέλα Σκιόλα, φυσικός του πειράματος ATLAS και καθηγήτρια στο πανεπιστήμιο Brandeis. “Για παράδειγμα γνωρίζουμε πλέον τη μάζα του σωματιδίου με μία ακρίβεια καλύτερη του μισού GeV, κάτι πραγματικά αξιοθαύμαστο. Οι μετρήσεις όμως των αλληλεπιδράσεων του Χιγκς με τα άλλα σωματίδια είναι ακόμη σε πρώιμο στάδιο”, συνέχισε. “Οι πολύ πιο ακριβείς μελλοντικές μετρήσεις θα μας επιτρέψουν να διερευνήσουμε σε βάθος τις ιδιότητες του Χιγκς και πιθανώς να απαντήσουμε στο βασικό ερώτημα: είναι το Χιγκς πραγματικά αυτό που προβλέπει το Καθιερωμένο Πρότυπο ή είναι κάτι παραπάνω;”.
Στο ίδιο μήκος κύματος κινήθηκαν και οι δηλώσεις του Μάικλ Πέσκιν, καθηγητή θεωρητικής φυσικής στο ερευνητικό κέντρο SLAC, o oποίο δήλωσε πως “η μάζα του μποζονίου Χιγκς μας λέει κάτι, αλλά οι θεωρητικοί έχουμε ανοίξει μία μεγάλη συζήτηση για το τι ακριβώς μας λέει. Χρειάζονται περισσότερες έρευνες για να δούμε εάν το Χιγκς ταιριάζει στα μοντέλα μας ακριβώς.
Μέχρι σήμερα, οι μετρήσεις για το σωματίδιο Χιγκς συμπίπτουν σε ικανοποιητικό βαθμό με τις προβλέψεις του Καθιερωμένου Προτύπου, όμως ο Πέσκιν επισημαίνει πως υπάρχουν ακόμη κενά που αφήνουν χώρο για νέα φυσική. “Η πιθανή ύπαρξη νέων βαρύτερων (από το Χιγκς) σωματιδίων θα έχει αντίκτυπο και στις ιδιότητες του Χιγκς. Πιθανώς τα βαρύτερα σωματίδια να είναι κι εκείνα σωματίδια Χιγκς και μέχρι τώρα να έχουμε ανακαλύψει το ελαφρύτερο από αυτά, κάτι που σημαίνει πως πρέπει να δούμε με προσοχή οποιαδήποτε παράκαμψη από της θεωρητικές προβλέψεις. Έχουμε δρόμο ακόμη”, πρόσθεσε.
Κατά την περασμένη περίοδο λειτουργίας του επιταχυντή LHC στο CERN, οι επιστήμονες είχαν στη διάθεσή τους 14.000 “καθαρά” συμβάντα με μποζόνια Χιγκς για να μελετήσουν. Στην επόμενη φάση λειτουργίας του LHC που θα ξεκινήσει πιθανότατα το 2015, θα έχουν δέκα φορές περισσότερα συμβάντα, κάτι που θα τους επιτρέψει την πληρέστερη μελέτη των ιδιοτήτων του σωματιδίου.
“Η ανακάλυψη ήταν εντυπωσιακή”, δήλωσε ο Πέσκιν. “Ωστόσο νέες ανακαλύψεις έρχονται. Το ότι γνωρίζουμε πως το Χιγκς είναι εκεί, είναι πολύ σημαντικό, αλλά τώρα πρέπει να κάνουμε το επόμενο βήμα”, κατέληξε.