Kοντά στη Mεγάλη Aπόδειξη…

Το ονομάζουν «σωματίδιο Θεό»: πρέπει να είναι ένα μυστήριο υποατομικό
θραύσμα που εμποτίζει ολόκληρο το Σύμπαν και εξηγεί για ποιο λόγο τα πάντα
γύρω μας έχουν τη μορφή που έχουν. Κανείς δεν έχει δει αυτό το σωματίδιο.
Ορισμένοι λένε πως δεν υπάρχει. Όμως κάποιοι άλλοι δεν καταθέτουν τα όπλα και
σε μια «απέλπιδα» προσπάθεια ετοιμάζονται να προχωρήσουν στο πιο φιλόδοξο και
δαπανηρό πείραμα που έχει γίνει ποτέ.

Σε μία συνάντηση κορυφής που πραγματοποιήθηκε πριν από λίγες ημέρες στο Πεκίνο
12 ειδικοί, από χώρες όπως η Βρετανία, η Ιαπωνία, η Αμερική και η Γερμανία,
ανακοίνωσαν πως συμφώνησαν να προχωρήσουν στη διεξαγωγή του πειράματος,
κατασκευάζοντας ένα γιγαντιαίο μηχάνημα γνωστό και ως διεθνής γραμμικός
θραυστήρας. Αυτό που απομένει είναι να πείσουν και τις κυβερνήσεις τους να
μοιραστούν το υπέρογκο τίμημα, το οποίο ανέρχεται στο ποσό των 2,4 δισ. ευρώ.

Με ταχύτητα φωτός. Ο θραυστήρας θα βρίσκεται θαμμένος στο υπέδαφος ώστε
να μην επηρεάζεται από τους κραδασμούς στην επιφάνεια. Το μήκος του θα είναι
περίπου 36 χιλιόμετρα και στο εσωτερικό του, που θα θυμίζει τούνελ, θα
επιταχύνονται σωματίδια με ταχύτητα που θα πλησιάζει σχεδόν εκείνη του φωτός –
300.000 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο. Τα σωματίδια που θα τρέχουν ιλιγγιωδώς από
αντίθετες κατευθύνσεις θα συγκρούονται. Από τη μία πλευρά θα κινούνται
ηλεκτρόνια και από την άλλη ποζιτρόνια που φέρουν αντίθετο φορτίο.

Ο θραυστήρας σχεδιάζεται ώστε να έχει μήκος 36 χιλιομέτρων και να βρίσκεται στο υπέδαφος, άγνωστο ακόμη σε ποια περιοχή, ώστε να μην επηρεάζεται από τους κραδασμούς της επιφάνειας

Στην απαρχή του κόσμου. Οι επιστήμονες πιστεύουν πως το φως, η
θερμότητα και η ακτινοβολία που θα προκύψουν από μία τέτοια κατακλυσμιαία
έκρηξη θα αναπαραστήσουν τις συνθήκες που επικρατούσαν ένα μόλις
δισεκατομμυριοστό του δευτερολέπτου μετά το λεγόμενο «Μπιγκ Μπανγκ», που
σήμανε την απαρχή του κόσμου μας. Και στη συνέχεια ελπίζουν να αποκαλυφθεί το
περίφημο «σωματίδιο Θεός».

Ο Ίαν Χάλιντεϊ, ο οποίος είναι εκτελεστικός διευθυντής του Συμβουλίου
Σωματιδιακής Φυσικής και Αστρονομικής Έρευνας (PPARC) στη Βρετανία,
χαρακτηρίζει το εγχείρημα ως «ιδιαίτερα σημαντικό ορόσημο στην ιστορία της
επιστημονικής έρευνας». Όμως οι επιστήμονες έχουν πικρή γεύση από μεγαλεπήβολα
πειράματα που εξαιτίας του τεράστιου κόστους – μία χώρα μόνη της αδυνατεί να
ανταποκριθεί – δεν έγιναν ποτέ πραγματικότητα. Στις αρχές της δεκαετίας του
1990, οι ΗΠΑ επιχείρησαν να φτιάξουν έναν μεγάλο γραμμικό θραυστήρα, αλλά τα
κονδύλια που απαιτούνταν ήταν τόσο μεγάλα ώστε στο τέλος έμεινε μονάχα η τρύπα
στο χώμα όπου θα τοποθετούνταν.

Αν τελικά ο θραυστήρας λειτουργήσει, τότε ένας νέος «σκιώδης» κόσμος θα
ανοίξει για τη Φυσική. «Θα μας οδηγήσει σε εντελώς καινούργιες περιοχές»,
τονίζει ο Μπράιαν Φόστερ από το Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης. Και
προσθέτει:«Ενδεχομένως να δώσουμε ικανοποιητικές απαντήσεις σε συναρπαστικά
ερωτήματα που σχετίζονται με τη σκοτεινή ύλη και τη σκοτεινή ενέργεια, την
ύπαρξη άλλων διαστάσεων, τον χώρο και τον χρόνο».

Οι δέσμες ηλεκτρονίων και ποζιτρονίων θα συγκρούονται στον θραυστήρα με ταχύτητα σχεδόν ανάλογη μ’ εκείνη του φωτός

Ο Πίτερ Χιγκς. Το κλειδί λοιπόν γι’ αυτές τις ανακαλύψεις είναι το
μποζόνιο του Χιγκς. Πρόκειται για ένα σωματίδιο, την ύπαρξη του οποίου
πρότεινε το 1964 ο καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου Πίτερ Χιγκς και
το οποίο μέχρι τώρα ουδείς έχει εντοπίσει. H ανίχνευσή του θα σημάνει έναν από
τους μεγαλύτερους θριάμβους της Φυσικής.

Το παρατσούκλι «σωματίδιο Θεός» του το προσέδωσε ο νομπελίστας Λέων Λέντερμαν,
εξαιτίας της κεντρικής θέσης που υποτίθεται ότι έχει στη λειτουργία του
Σύμπαντος. Το μποζόνιο εκτιμάται ότι είναι τόσο μικρό, ώστε η παρουσία του
θεωρητικά μπορεί μόνο να υπολογιστεί. Αν τελικά ανακαλυφθεί το μποζόνιο, τότε
θα αποδειχθεί ότι και το Τυπικό Μοντέλο, δηλαδή το καλύτερο εργαλείο που
έχουμε για την ερμηνεία του τρόπου αλληλεπίδρασης των σωματιδίων μεταξύ τους,
είναι και αυτό σωστό.

Ο καθηγητής Πίτερ Χιγκς, ο οποίος πρότεινε την ύπαρξη του μποζονίου το 1964

«Αν υπάρχει, θα το βρούμε!». Όπως οι χημικοί επιστήμονες χρησιμοποιούν
τον περιοδικό πίνακα για να κατηγοριοποιούν τα διάφορα στοιχεία ανάλογα με τις
ομοιότητες που έχουν, στην επιστήμη της Φυσικής ο αντίστοιχος οδηγός είναι το
λεγόμενο Τυπικό Μοντέλο. Πρόκειται για μία θεωρία που περιγράφει πώς
αλληλεπιδρούν τα περισσότερα σωματίδια και οι δυνάμεις. Το μποζόνιο του Χιγκς
είναι αυτό που λείπει: χωρίς την ύπαρξή του δεν μπορεί να εξηγηθεί γιατί η ύλη
έχει μάζα και έτσι υπάρχει.

Σύμφωνα με τη θεωρία, το Σύμπαν διαπερνά ένα πεδίο μποζονίων του Χιγκς, το
οποίο αποτελείται από μάζα και σχεδόν τίποτε άλλο. Καθώς τα σωματίδια περνούν
από το πεδίο, αλληλεπιδρούν με αυτό σαν μια μπάλα που περνάει μέσα από έναν
κάδο με μελάσα, με αποτέλεσμα να γίνεται βραδύτερη, κολλώδης και βαρύτερη. H
τελική μάζα των σωματιδίων εξαρτάται από την ισχύ της αλληλεπίδρασης.

Παρά το γεγονός ότι τα Μαθηματικά προβλέπουν την ύπαρξή του, το μποζόνιο του
Χιγκς ουδέποτε εντοπίστηκε. Είναι τόσο βαρύ, ώστε οι μεγαλύτεροι μέχρι τώρα
επιταχυντές σωματιδίων (ο Large Electron – Positron – LEP στο CERN και ο
Tevatron στο Fermilab του Ιλινόις) δεν έχουν καταφέρει να δημιουργήσουν τις
υψηλής ενέργειας συγκρούσεις που χρειάζονται για να το αποκαλύψουν. Ο διεθνής
γραμμικός θραυστήρας θα είναι 70 φορές ισχυρότερος από τον LEP και επτά φορές
ισχυρότερος από τον Tevatron, καλύπτοντας όλες τις ενεργειακές τιμές στις
οποίες το μποζόνιο μπορεί να υφίσταται.

Επιμέλεια: Στέφανος Κρίκκης – Δέσποινα Κουκλάκη