Θα παρουσιαστούν τα πρόσφατα αποτελέσματα των πειραμάτων του Μεγάλου Επιταχυντή Ανδρονίων (LHC).

Σύγκρουση πρωτονίου με πρωτόνιο στο πείραμα CMS παράγει τέσσερα μιόνια υψηλής ενέργειας (κόκκινες γραμμές). Το αποτέλεσμα αυτό παρουσιάζει χαρακτηριστικά όμοια με αυτά που αναμένονται από τη διάσπαση ενός μποζονίου Higgs. Επίσης είναι συμβατό και με το Καθιερωμένο Μοντέλο της φυσικής (Εικόνα: CMS) .

Ενα σεμινάριο θα γίνει την παραμονή του φετινού συνερδίου Μεγάλων Σωματιδίων Φυσικής ICHEP, στη Μελβούρνη. Εκεί θα παρουσιαστούν τα προκαταρκτικά αποτελέσματα του 2012 που προκύπτουν από την ανάλυση των δεδομένων στα πειράματα ATLAS και CMS.

Τι είναι όμως το μποζόνιο του Higgs ;

Το Καθιερωμένο Μοντέλο της φυσικής περιγράφει με επιτυχία όλα τα στοιχειώδη σωματίδια που γνωρίζουμε ότι υπάρχουν και πώς αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Αλλά η κατανόηση της φύσης μας είναι ελλιπής. Ειδικότερα, το Καθιερωμένο Μοντέλο δεν μπορεί να απαντήσει σε ένα βασικό ερώτημα: Γιατί τα περισσότερα από αυτά τα στοιχειώδη σωματίδια έχουν μάζα;Χωρίς μάζα, το σύμπαν θα ήταν πολύ διαφορετικό. Για παράδειγμα, αν το ηλεκτρόνιο δεν είχαν μάζα, δεν θα υπήρχαν άτομα. Ως εκ τούτου, δεν θα υπάρχει η συνηθισμένη ύλη όπως την ξέρουμε, δεν θα υπάρχει χημεία, βιολογία και δεν θα υπάρχουν άνθρωποι. Επιπλέον, ο ήλιος λάμπει χάρη σε μια ευαίσθητη αλληλεπίδραση μεταξύ των θεμελιωδών δυνάμεων της φύσης, η οποία θα είχε εντελώς διαταραχθεί αν ορισμένα από αυτά τα σωματίδια δεν είχαν μάζες. Εκ πρώτης όψεως, η έννοια της μάζας δεν φαίνεται να ταιριάζει στο Καθιερωμένο Μοντέλο της σωματιδιακής φυσικής. Δύο από τις δυνάμεις που περιγράφει το μοντέλο - ο ηλεκτρομαγνητισμός και η ασθενής πυρηνική δύναμη - μπορεί να περιγραφεί από μια ενιαία θεωρία, αυτή της ηλεκτρασθενούς δύναμης. Οι επιστήμονες έχουν "υποβάλει" τη θεωρία της ηλεκτρασθενούς δύναμης σε πολλές πειραματικές δοκιμές και έχει περάσει με άριστα. Ωστόσο, οι βασικές εξισώσεις της θεωρίας φαίνεται να απαιτούν από όλα τα στοιχειώδη σωματίδια να έχουν μαζα.Οι επιστήμονες χρειάζονται μια διέξοδο από αυτό το αίνιγμα. Αρκετές οι φυσικοί, συμπεριλαμβανομένου του Peter Higgs, ανακάλυψε ένα μηχανισμό που, αν προστεθούν με τις εξισώσεις, θα επιτρέψει σωματίδια να έχουν μάζα. Αυτό είναι τώρα γνωστή ως μηχανισμός Higgs. Ενσωμάτωσή του στο Πρότυπο Μοντέλο επιστήμονες μπορούν να κάνουν τις προβλέψεις των διαφόρων ποσοτήτων, συμπεριλαμβανομένου του βάρους του βαρύτερου γνωστό σωματίδιο, το top κουάρκ. Πειραματιστές βρεθεί αυτό το σωματίδιο ακριβώς όπου εξισώσεις χρησιμοποιώντας το μηχανισμό Higgs προβλέψει ότι θα πρέπει να είναι.Σύμφωνα με τη θεωρία, ο μηχανισμός Χιγκς λειτουργεί ως ένα μέσο που υπάρχει παντού στο χώρο. Τα σωματίδια αποκτούν μάζα μέσω της αλληλεπίδρασης με αυτό το μέσο. Πίτερ Χιγκς επεσήμανε ότι ο μηχανισμός που απαιτείται η ύπαρξη ενός αόρατου σωματιδίων, που σήμερα ονομάζουμε το μποζόνιο Higgs. Το μποζόνιο Higgs είναι το θεμελιώδες συστατικό του μέσου Higgs, όσο και το φωτόνιο είναι το θεμελιώδες συστατικό του φωτός.Το μποζόνιο Higgs είναι το σωματίδιο μόνο προβλέπεται από το Καθιερωμένο Μοντέλο, που δεν έχει ακόμη δει από πειράματα. Ο μηχανισμός Higgs δεν προβλέπει τη μάζα του μποζονίου Higgs αποτελεί αυτοσκοπό, αλλά ένα εύρος μαζών. Ευτυχώς, το μποζόνιο Higgs θα αφήσει ένα μοναδικό αποτύπωμα των σωματιδίων ανάλογα με τη μάζα του. Έτσι, οι επιστήμονες ξέρουν τι να αναζητήσουν και θα είναι σε θέση να υπολογίσει τη μάζα του από τα σωματίδια που είδε στον ανιχνευτή.Οι πειραματικοί μπορεί να βρει ότι το μποζόνιο Higgs είναι διαφορετική από την πιο απλή έκδοση το Καθιερωμένο Μοντέλο προβλέπει. Πολλές θεωρίες που περιγράφουν τη φυσική πέρα ​​από το Καθιερωμένο Μοντέλο, όπως η υπερσυμμετρία και σύνθετα μοντέλα, υποδεικνύουν την ύπαρξη ενός ζωολογικού κήπου των νέων σωματιδίων, συμπεριλαμβανομένων των διαφόρων τύπων μποζόνιο Higgs. Εάν οποιαδήποτε από αυτά τα σενάρια να αποδειχθεί αληθινή, η εύρεση του μποζονίου Higgs θα μπορούσε να είναι μια πύλη για να ανακαλύψετε μια νέα φυσική, όπως υπερσωματιδίων ή σκοτεινή ύλη. Από την άλλη πλευρά, όμως δεν έβρισκε μποζόνιο Higgs στον LHC θα δώσει βάση σε μια άλλη κατηγορία θεωρίες που εξηγούν τον μηχανισμό Higgs με διαφορετικούς τρόπους.

Πηγές : CERN