Το μποζόνιο Χιγκς περνά την εξακρίβωση στοιχείων

Το σωματίδιο που ανακαλύφθηκε το 2012 στο Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) πρέπει όντως να είναι το μποζόνιο Χιγκς, εξάρτημα του μηχανισμού που δίνει στην ύλη τη μάζα τους. Η επιβεβαίωση έρχεται από πειράματα που έδειξαν ότι το περίφημο μποζόνιο διασπάται απευθείας σε φερμιόνια, τα σωματίδια που συνθέτουν την ύλη.

Σύμφωνα με τη θεωρία που διατύπωσαν τη δεκαετία του 1960 ο βρετανός φυσικός Πίτερ Χιγκς και οι συνεργάτες του, το μποζόνιο Χιγκς είναι μια εκδήλωση του λεγόμενου πεδίου του Χιγκς.

Ορισμένα σωματίδια όπως το φωτόνιο μπορούν να κινούνται μέσα στο πεδίο χωρίς να συναντούν αντίσταση, γι’ αυτό και δεν έχουν μάζα. Άλλα σωματίδια, όπως το πρωτόνιο και το ηλεκτρόνιο, κολυμπούν με δυσκολία μέσα στο πεδίο. Και όσο μεγαλύτερη είναι η αντίσταση που συναντούν, τόσο μεγαλύτερη η μάζα του.


Ερωτήσεις και απαντήσεις για το μποζόνιο του Χιγκς [infographic]
Νόμπελ Φυσικής για το μποζόνιο του Χιγκς
Δημοσιεύτηκαν οι ιστορικές έρευνες για την ανακάλυψη του μποζόνιου Χιγκς

Μέχρι σήμερα, οι ερευνητές του CERN είχαν δει το μποζόνιο του Χιγκς να διασπάται μόνο σε άλλα μποζόνια, σωματίδια που λειτουργούν ως φορείς των φυσικών δυνάμεων. Ειδικότερα, το είχαν δει να διασπάται σε φωτόνια (τα μποζόνια που μεταφέρουν την ηλεκτρομαγνητική δύναμη) και τα σωματίδια Z και W (τα μποζόνια-φορείς της ασθενούς πυρηνικής δύναμης, υπεύθυνης για τη ραδιενεργή διάσπαση των υποατομικών σωματιδίων).

Τώρα, οι ερευνητική ομάδα του CMS, ενός από τους δύο μεγάλους ανιχνευτές του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων του CERN, αναφέρουν στην επιθεώρηση Nature Physics ότι είδαν το Χιγκς να διασπάται άμεσα σε υλικά σωματίδια που ονομάζονται φερμιόνια. Ειδικότερα, τα κουάρκ «bottom» και τα αντίστοιχά τους στον κόσμο της αντιύλης, καθώς και σε λεπτόνια ταυ και τα αντίστοιχα αντισωματίδια.

Οι παρατηρήσεις επιβεβαιώνουν ότι το σωματίδιο που ανακαλύφθηκε το 2012 είναι όντως το πολυσυζητημένο Χιγκς -η τελευταία μελέτη είναι η σημαντικότερη που δημοσιεύεται έπειτα από την ιστορική ανακάλυψη, σχολίασε εκπρόσωπος του CERN παρουσιάζοντας τα ευρήματα τη Δευτέρα στο συνέδριο EuroScience Open Forum που πραγματοποιήθηκε στην Κοπεγχάγη.

Τα δεδομένα της μελέτης είχαν συγκεντρωθεί πριν κλείσει το 2013 ο LHC για εργασίες αναβάθμισης. Προγραμματίζεται να μπει ξανά στην πρίζα το 2015 οπότε η ισχύς του θα έχει αυξηθεί στα 13 teraelectron-volt -αυτή θα είναι η συνολική ενέργεια των πρωτονίων που συγκρούονται μέσα σε μια κυκλική σήραγγα μήκους 27 χιλιομέτρων.

Αργότερα το γιγάντιο μηχάνημα θα φτάσει την τελική ονομαστική ισχύ των 14 TeV και θα συνεχίσει να λειτουργεί για περίπου μια εικοσαετία.
 

Τι μένει να ανακαλύψει ο LHC μετά το «σωματίδιο του Θεού» [infographic]

Επιμέλεια: Βαγγέλης Πρατικάκης