Tο μποζόνιο Χιγκς υπάρχει

Νέες ενδείξεις για το μποζόνιο Χιγκς
 
Δεδομένα από τον αμερικανικό επιταχυντή Tevatron επιβεβαιώνουν τις μετρήσεις του LHC του CERN

Η ύπαρξη του μποζονίου Χιγκς μπορεί να αποδειχθεί μόνο έμμεσα, από την ενέργεια που «χάνεται» στις συγκρούσεις του επιταχυντή
 
Είναι μια καλή μέρα για τον Βρετανό φυσικό Πίτερ Χιγκς, ο οποίος περιμένει σχεδόν μισό αιώνα για την επιβεβαίωση της θεωρίας του: Νέες ενδείξεις
για την ύπαρξη του περίφημου μποζονίου του Χιγκς, το οποίο θα εξηγούσε πώς η ύλη αποκτά τη μάζα της, ανακοινώθηκαν από ερευνητές του αμερικανικού επιταχυντή Tevatron. Τα νέα δεδομένα βρίσκονται μάλιστα σε συμφωνία με τα πρόσφατα, προκαταρκτικά ευρήματα στο CERN.

Όπως ανακοίνωσαν οι Αμερικανοί ερευνητές στο συνέδριο Moriond που πραγματοποιείται στην Ιταλία, οι αναλύσεις υποδεικνύουν ότι το Χιγκς υπάρχει και έχει μάζα από 115 έως 135 GeV (ένα γιγαηλεκτρονιοβόλτ αντιστοιχεί χονδρικά στη μάζα ή την ενέργεια ενός πρωτονίου).

Κάτω από το επίσημο στατιστικό όριο

Τα δεδομένα είναι βέβαια ενθαρρυντικά, ακόμα όμως δεν έχουν επαρκή στατιστική αξιοπιστία - η τυπική απόκλιση (σ) περιορίζεται στο 2,2, αρκετά κάτω από το όριο του 5 που απαιτείται συνήθως για τις επίσημες ανακαλύψεις.

Ακόμα και η τιμή του 2,2 πάντως σημαίνει ότι υπάρχει μόνο μία περίπτωση στις 36 να οφείλονται τα αποτελέσματα στην καθαρή τύχη.

Και σίγουρα υπάρχει χώρος για αισιοδοξία, αφού η πιθανή μάζα που έδειξε για το Χιγκς ο Tevatron βρίσκεται σε συμφωνία με τις ενδείξεις που ανακοίνωσε το Δεκέμβριο το CERN, οι οποίες δίνουν ένα εύρος μάζας από 115 έως 127 GeV.

Στο νέο συνέδριο, πάντως, παρουσιάστηκαν αναθεωρημένες εκτιμήσεις από τα πειράματα CMS και ATLAS του CERN, οι οποίες δείχνουν ότι τα σήματα ήταν ασθενέστερα από ό,τι είχε αρχικά ανακοινωθεί. Η αναθεώρηση προς τα κάτω διατηρεί και ενισχύει τις επιφυλάξεις των ερευνητών και τίποτα δεν μπορεί ακόμα να θεωρηθεί δεδομένο.

Οι ισχυρότεροι επιταχυντές στον κόσμο

Ο Tevatron, που βρίσκεται στο εργαστήριο Fermilab του Ίλινοϊ, ήταν για περισσότερο από δύο δεκαετίες ο ισχυρότερος επιταχυντής του κόσμου. Έχασε όμως τα πρωτεία μετά τα εγκαίνια του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) του CERN και τέθηκε εκτός λειτουργίας το 2011.

Οι νέες ενδείξεις προέρχονται από τις τεράστιες ποσότητες δεδομένων που παρήγαγε ο επιταχυντής πριν κλείσει.

Σημασία έχει και το γεγονός ότι ο LHC και ο Tevatron είναι τελείως διαφορετικοί μεταξύ τους: στον LHC αναλύονται συγκρούσεις μεταξύ πρωτονίων, ενώ στον Tevatron συγκρούσεις ανάμεσα σε πρωτόνια και αντιπρωτόνια.

Εμμεση απόδειξη

Σε κάθε περίπτωση, το μποζόνιο του Χιγκς δεν μπορεί να ανιχνευθεί άμεσα: οι ερευνητές πρέπει να συμπεράνουν την ύπαρξή του από την ενέργεια που δείχνει να εξαφανίζεται στη διάρκεια των συγκρούσεων. Η «χαμένη» αυτή ενέργεια ισούται με τη μάζα του Χιγκς.

Το μποζόνιο του Χιγκς είναι το μόνο από τα σωματίδια του λεγόμενου Καθιερωμένου Μοντέλου -του συνόλου των εξισώσεων που περιγράφουν τη συμπεριφορά των θεμελιωδών σωματιδίων- του οποίου η ύπαρξη δεν έχει επιβεβαιωθεί ακόμα.

Η ύπαρξή του προτάθηκε τη δεκαετία του 1960 από τον Πίτερ Χιγκς, ο οποίος ήθελε να βελτιώσει το Καθιερωμένο Μοντέλο έτσι ώστε να εξηγεί γιατί η ύλη έχει μάζα.

Σύμφωνα με τον μεγάλο Βρετανό φυσικό, τα σωματίδια που γνωρίζουμε «κολυμπούν» μονίμως μέσα σε ένα πεδίο, το πεδίο του Χιγκς. Τα σωματίδια που δεν έχουν μάζα, όπως το φωτόνιο, περνούν μέσα από το πεδίο χωρίς καμία δυσκολία. Άλλα όμως, συναντούν αντίσταση, και όσο μεγαλύτερη είναι η αντίσταση αυτή τόσο μεγαλύτερη είναι η μάζα τους.

Η ιδέα αυτή φαίνεται ότι είναι ο μόνος τρόπος με τον οποίο το Καθιερωμένο Μοντέλο θα μπορούσε να συμβιβαστεί με την ιδιότητα της μάζας. Αν τελικά οι φυσικοί δεν καταφέρουν να επιβεβαιώσουν τη θεωρία του Χιγκς, θα πρέπει να αναθεωρήσουν εκ βάθρων το μοντέλο.
tovima