ΜΕ ΚΟΜΜΕΝΗ ΤΗΝ ΑΝΑΣΑ ΟΙ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΕΣ! Το νέο σωματίδιο του CERN που θα ξαναγράψει τα βιβλία της φυσικής

Ένα καινούργιο στοιχειώδες σωματίδιο, κατά πολύ βαρύτερο από το μποζόνιο του Χιγκς, ίσως ανακάλυψαν οι δύο ανεξάρτητες επιστημονικές ομάδες CMS και ATLAS, που κάνουν πειράματα στονμεγάλο επιταχυντή αδρονίων (LHC) του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Πυρηνικών Ερευνών (CERN). Αν τα αποτελέσματα που βρήκαν οι επιστήμονες των πειραμάτων είναι αληθή, τότε μπορούμε να μιλάμε για μια γιγαντιαία επιστημονική ανακάλυψη.
Όπως ανακοίνωσαν πριν τρεις περίπου βδομάδες οι δύο ερευνητικές κοινοπραξίες, στις οποίες συμμετέχουν και Έλληνες φυσικοί, η ανάλυση των συγκρούσεων πρωτονίων στον μεγάλο επιταχυντή έδειξε πολύ περισσότερα ζεύγη φωτονίων σε σχέση με τα αναμενόμενα και παραγωγή ενέργειας της τάξης των 750 GeV (Γιγαηλεκτρονιοβόλτ ή δισεκατομμυρίων ηλεκτρονιοβόλτ) στο καθένα.

Αυτό το επίπεδο ενέργειας θεωρητικά μπορεί να παράγεται από τη διάσπαση ενός μποζονίου, διαφορετικό από το μποζόνιο Χιγκς (δηλαδή το σωματίδιο που δίνει μάζα στο Σύμπαν) μάζας 1.500 GeV σε δύο φωτόνια μάζας 750 GeV το καθένα.
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 ταβιβλία της φυσικής.

Το 2012 με το σωματίδιο του Higgs, η κατανόηση της φυσικής αλλά και της δημιουργίας του σύμπαντος πέρασε σε επόμενο επίπεδο. Επιβεβαιώθηκαν θεωρίες για τον τρόπο με τον οποίο συγκροτείται η ύλη, για το πώς συνδέεται με την μάζα, καθώς επίσης δόθηκαν σημαντικά δεδομένα για τις πρώτες στιγμές μετά την Μεγάλη Εκρηξη.
Το γνωστό και ως «σωματίδιο του Θεού» όμως είχε προβλεφθεί. Ο Higgs είχε διατυπώσει την θεωρία της ύπαρξης του από το 1964. Εκεί ακριβώς βρίσκεται η μεγάλη διαφορά με το νέο σωματίδιο που προέκυψε από τον επιταχυντή στο CERN, του οποίου την ύπαρξη δεν είχε διανοηθεί κανείς.
Στην φυσική υπάρχει μια θεωρία, από τα μέσα του 1970 και έπειτα, όπου ως τώρα αποτελεί βάση για τα δομικά στοιχεία της ύλης και τις μεταξύ τους αλληλεπιδράσεις. Γνωστή ως «Καθιερωμένο Πρότυπο» εξηγεί πλήρως (και εμφανίζει απολύτως ακριβή πειραματικά αποτελέσματα) τις ισχυρές, ασθενείς και ηλεκτρομαγνητικές αλληλεπιδράσεις. Το νέο σωματίδιο όμως δεν μπορεί να εξηγηθεί από το Καθιερωμένο Πρότυπο. Ως γνωστόν, στην επιστήμη, ένα αντιπαράδειγμα είναι ικανό να καταρρίψει μια ολόκληρη θεωρία. Στον κόσμο της φυσικής δεν υπάρχουν ενδιάμεσα λογικά στάδια. Μια θεωρία είτε είναι αληθής είτε ψευδής. Αν λοιπόν όντως υπάρχει το νέο σωματίδιο, τότε η ως τώρα θεωρία μας είναι λάθος. Ή τουλάχιστον είναι σε μεγάλο βαθμό ανολοκλήρωτη.
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. Αλλοι 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…

ΠΗΓΗ