Τρίτη, 17 Μαρτίου 2009

Ανακάλυψη του αμερικανικού επιταχυντή Tevatron καθιστά πιο δύσκολο τον εντοπισμό του "σωματιδίου του Θεού" (μποζονίου του Χιγκς).


Το μυστηριώδες μποζόνιο του Χιγκς -το λεγόμενο και "σωματίδιο του Θεού"-, που θεωρείται ότι δίνει μάζα σε άλλα σωματίδια της ύλης, είναι πιθανότατα ελαφρύτερο από ό,τι είχαν ελπίσει οι φυσικοί. Κατά συνέπεια, η κούρσα για την ανεύρεσή του (που έχει ουσιαστικά εξελιχθεί σε κόντρα ανάμεσα στον ευρωπαϊκό επιταχυντή του CERN και στον αμερικανικό του Fermilab) θα είναι σημαντικά πιο δύσκολη πλέον, μετά από τα τελευταία αποτελέσματα των πειραμάτων του επιταχυντή Tevatron στο Ιλινόις.
Οι επιστήμονες του αμερικανικού επιταχυντή -που αγωνίζονται να προλάβουν τους Ευρωπαίους συναδέλφους τους, όσο το αντίπαλο δέος του CERN παραμένει εκτός λειτουργίας λόγω της γνωστής περυσινής βλάβης- ανακοίνωσαν ότι, σύμφωνα με τις νέες μετρήσεις τους, το μποζόνιο του Χιγκς δεν είναι ένα σχετικά υψηλής μάζας σωματίδιο. Συνεπώς αποκλείστηκε μια σημαντική και πιο εύκολη περιοχή έρευνας και τώρα οι προσπάθειες εντοπισμού πρέπει να επικεντρωθούν στη δυσκολότερη περιοχή χαμηλότερης μάζας, η οποία προκύπτει από τις συνεχείς συγκρούσεις σωματιδίων στο εσωτερικό του επιταχυντή Tevatron του Fermilab, που ανήκει στο υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ και παράγει δέκα εκατομμύρια συγκρούσεις σωματιδίων ανά δευτερόλεπτο.
Αυτό σημαίνει ότι οι φυσικοί του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων του CERN στη Γενεύη (που έχει προγραμματιστεί να συγκρούει σωματίδια με ενέργεια πενταπλάσιας ισχύος σε σχέση με τον αμερικανικό επιταχυντή) δεν θα μπορέσουν να εκμεταλλευτούν άμεσα το συγκριτικό πλεονέκτημά τους και να σημειώσουν μια γρήγορη επιτυχία, όταν ξαναλειτουργήσει ο ευρωπαϊκός επιταχυντής, μάλλον το φθινόπωρο. Αν το μποζόνιο είχε μεγάλη μάζα, τότε θα μπορούσε να ανακαλυφθεί σχετικά γρήγορα, σύμφωνα με τις εκτιμήσεις των φυσικών.
Από την πλευρά του CERN, o εκπρόσωπός του δήλωσε ότι το γεγονός πως οι φυσικοί του αμερικανικού Tevatron απέκλεισαν να έχει το μποζόνιο υψηλή μάζα, "κάνει τα πράγματα πιο δύσκολα για όλους πλέον". Οι μετρήσεις του Tevatron δείχνουν ότι το μποζόνιο είναι απίθανο να έχει ενέργεια ανάμεσα στα 160 και τα 170 GeV. Οι φυσικοί και στις δύο όχθες του Ατλαντικού εργάζονται με βάση την υπόθεση ότι το μποζόνιο θα βρεθεί κάπου ανάμεσα στα 114 και 185 GeV. Μετά τη νέα αμερικανική ανακοίνωση, πληθαίνουν οι ενδείξεις ότι το μποζόνιο "κρύβεται" κοντά στο χαμηλό όριο αυτής της ενεργειακής κλίμακας.
Όμως σε αυτό το κάτω όριο αυξάνουν κατά πολύ τα "σκουπίδια" που γεννιούνται από τις πολλαπλές συγκρούσεις των σωματιδίων στους επιταχυντές και το "φιλτράρισμα" των αποτελεσμάτων γίνεται πολύ δυσκολότερο. Ακόμα και αν ο Tevatron λειτουργήσει μέχρι το 2011 (θα εξαρτηθεί από τα διαθέσιμα κονδύλια του αμερικανικού προϋπολογισμού), θα έχει πιθανότητα μόνο 30% περίπου να βρει ένα χαμηλής μάζας μποζόνιο του Χιγκς, σύμφωνα με τις εκτιμήσεις των ερευνητών του Fermilab.
Ο επιταχυντής του CERN, όταν "πιάσει δουλειά", εκτιμάται ότι γρήγορα θα προλάβει τον Tevatron και θα τον ξεπεράσει σε όγκο πειραματικών μετρήσεων, έχοντας καλύτερες πιθανότητες να βρει το μποζόνιο. Από την άλλη, μετά από τόσα πειράματα, δεν αποκλείεται να αποκλειστεί τελικά τελείως η σημερινή υπό έρευνα γκάμα των 114 - 185 GeV, οπότε οι έρευνες θα πρέπει να στραφούν στην περιοχή άνω των 185GeV, την οποία όμως μόνο ο ευρωπαϊκός επιταχυντής μπορεί να εξερευνήσει.
Τελικά, δεν αποκλείεται, πολύ απλά, το μποζόνιο να μην υπάρχει, γι' αυτό να μην βρίσκεται πουθενά! Στην περίπτωση αυτή, οι φυσικοί θα πρέπει να αρχίσουν να ξαναγράφουν το σημερινό βασικό μοντέλο σωματιδιακής φυσικής.