Φυσικοί προτείνουν θεωρίες για να εξηγήσουν μυστηριώδη σύγκρουση στον LHC του CERN

στις

LHCΟι φυσικοί σε όλο τον κόσμο πρόσφατα προβληματίστηκαν, όταν εμφανίστηκε ένα ασυνήθιστο τίναγμα στο σήμα του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων (LHC), κατά πολύ βαρύτερο από το μποζόνιο του Χιγκς, του μεγαλύτερου και ισχυρότερου επιταχυντή σωματιδίων του κόσμου, κάνοντάς τους να αναρωτιούνται αν ήταν ένα νέο σωματίδιο, άγνωστο προηγουμένως, ή ίσως ακόμη και δύο νέα σωματίδια. Η σύγκρουση δεν φαίνεται να μπορεί να εξηγηθεί από το Καθιερωμένο Μοντέλο (Standard Model), το θεωρητικό θεμέλιο της σωματιδιακής φυσικής.

Αν αυτό ευσταθεί, τότε πρόκειται για ένα σωματίδιο κατά πολύ βαρύτερο όχι μόνο από το μποζόνιο Χιγκς (που είναι περίπου 125 GeV), αλλά και από κάθε άλλο σωματίδιο που έχει ανακαλυφθεί μέχρι σήμερα. Κάτι που προκαλεί «πονοκέφαλο» στους επιστήμονες, αφού μάλλον θα αναθεωρήσουν τα βιβλία της φυσικής, και τότε μπορούμε να μιλάμε για μια γιγαντιαία επιστημονική ανακάλυψη.

Ο Adam Martin, επίκουρος καθηγητής φυσικής στο Πανεπιστήμιο της Notre Dame, είπε ότι αυτός και άλλοι θεωρητικοί φυσικοί είχαν ακούσει για τα αποτελέσματα αυτά πριν δημοσιοποιηθούν στις 15 Δεκεμβρίου και οι ομάδες άρχισαν να επεξεργάζονται ιδέες, μέσω Skype και άλλων τρόπων επικοινωνίας, σχετικά με το τι θα μπορούσε να σημαίνει αυτό το ενδιαφέρον τίναγμα, αν επιβεβαιωθεί. Αυτός και κάποιοι συνεργάτες από το Σινσινάτι και τη Νέα Υόρκη υπέβαλαν προκαταρτική μελέτη που δημοσιεύθηκε στο arXiv.org στις 23 Δεκεμβρίου.

«Ήταν τόσο παράξενο, που οι άνθρωποι ήταν αναγκασμένοι να παρατήσουν τις αγαπημένες τους θεωρίες και να αρχίσουν από το μηδέν», λέει ο Μάρτιν. «Αυτή είναι μια διασκεδαστική περιοχή της σωματιδιακής φυσικής. Ψάχνουμε στο άγνωστο. Είναι ένα νέο σωμάτιο; Είναι δύο νέα σωμάτια;»

20160109_LHC_320-particle560

Το γράφημα απεικονίζει μαύρα στίγματα που δείχνουν γεγονότα σε πειραματικές εγγραφές που συγκρίνονται με την κόκκινη γραμμή που απεικονίζει τον αριθμό που αναμένεται μέσω της διαδικασίας του Καθιερωμένου Προτύπου. Δυο μαύρα στίγματα δεν συμπίπτουν με αυτή την κόκκινη γραμμή. Υποστηρίζεται ότι αυτό το τίναγμα στα 750 είναι «το πιο συναρπαστικό» σημείο.

Η μελέτη δίνει τέσσερις πιθανές εξηγήσεις για τα δεδομένα, συμπεριλαμβανομένης της πιθανότητας ότι θα μπορούσε να υποδεικνύει μια βαρύτερη έκδοση του μποζόνιου Higgs, γνωστό επίσης ως «σωματίδιο του Θεού». Η περαιτέρω έρευνα θα μπορούσε να αποδώσει πιο πεζές εξηγήσεις, λέει ο Martin και ο ενθουσιασμός θα μπορούσε να εξασθενίσει όπως έχει συμβεί πολλές φορές στην καριέρα του. Αλλά θα μπορούσε να ανοίξει την πόρτα για νέες γνώσεις και αναζήτηση για νέα μοντέλα.

Δυσπιστία στον επιστημονικό κόσμο

Σύσσωμος ο επιστημονικός κόσμος αντιμετωπίζει τα νέα αυτά δεδομένα με δυσπιστία.

Ακόμα δεν υπάρχουν αρκετές ενδείξεις ώστε να επιχειρήσει κανείς να αχρηστεύσει τα σημερινά επιστημονικά συγγράμματα. Αλλά υπάρχουν υπολογίσιμες πιθανότητες αυτό να συμβεί, κάτι που ενθουσιάζει αλλά και τρομάζει παράλληλα τους φυσικούς. Για κάποιους αυτό το σωματίδιο μπορεί να ισοδυναμεί με την ολοκληρωτική εκμηδένιση του έργου τους, σε κάποιους άλλους μπορεί να δίνει την ευκαιρία για να μπουν στο «πάνθεον» των πιο σημαντικών επιστημόνων στην ιστορία.

Για να επιβεβαιωθεί η ύπαρξη του νέου σωματιδίου, θα πρέπει να περάσουν ακόμα κάποιοι μήνες περαιτέρω πειραμάτων. Τα «μεγάλα» νέα θα είναι όταν (και αν) ανακοινωθεί επίσημα ότι το σωματίδιο υπάρχει. Αυτή η πολύμηνη προσμονή παίζει με τα ήδη τσιτωμένα νεύρα των επιστημόνων. Αρκετοί εξ αυτών όμως, δείχνουν να έχουν πιάσει την ευκαιρία από τα μαλλιά. Στο arXiv υπάρχουν ήδη περισσότερα από 100 άρθρα που προσπαθούν να εξηγήσουν την αβέβαιη ύπαρξη αυτού του μυστήριου σωματιδίου.

Ανάμεσα σε αυτές, η εργασία του Τζιάν Φρανσέσκο Γκιουντίσε υποστηρίζει πως το νέο σωματίδιο συνεπάγεται την διάψευση της Θεωρίας της Υπερσυμμετρίας. Αλλες εργασίες προσπαθούν να εξηγήσουν μέσω των νέων δεδομένων την άγνωστη φύση της σκοτεινής ύλης και της σκοτεινής ενέργειας. Υπάρχουν επίσης αρκετοί που υποστηρίζουν πως το νέο σωματίδιο είναι ένα είδος βαρυτόνιου, το οποίο είναι ένα υποθετικό στοιχειώδες σωματίδιο που αποτελεί φορέα της βαρυτικής αλληλεπίδρασης. Άλλοι κάνουν λόγο για την ανακάλυψη ενός «ξαδέρφου» του σωματιδίου Higgs, γεγονός που επίσης θα συνεπαγόταν πολλά. Η φαντασία των θεωρητικών φυσικών τις τελευταίες τρεις βδομάδες βρίσκεται σε απόλυτη έξαρση. Τα μολύβια των πιο φιλόδοξων και τολμηρών έχουν πάρει φωτιά.

Φυσικά, όλες αυτές οι θεωρίες στηρίζονται στον… αέρα όσο ακόμα η ύπαρξη του νέου σωματιδίου είναι αβέβαιη. Μετά από πολύ καιρό όμως, εμφανίζεται σημαντική πιθανότητα να προκύψει κάτι ολοκαίνουργιο στον κόσμο της φυσικής και αυτό εξιτάρει ανεξαιρέτως όλους τους θεωρητικούς.

Τί είναι πιο πιθανό;

Να έχουν αποτύχει και τα δύο διαφορετικά πειράματα του CERN (ελάχιστη πιθανότητα) ή να υπάρχει όντως ένα σωματίδιο που καταρρίπτει κάποιες από τις πιο θεμελιώδεις αρχές της φυσικής (επίσης ελάχιστη πιθανότητα); Οι περισσότεροι συγκλίνουν προς το δεύτερο, όμως δεν πρέπει να ξεχνάμε πως ανέκαθεν η φυσική εξελισσόταν με ανατροπές, τις οποίες σχεδόν όλοι αμφισβητούσαν…

Πηγή: crashonline.gr  University of Notre Dame και εδώ

Advertisements