Ανδρέας Ιωάννου Κασσέτας

Πεδίο Higgs, μποζόνιο Higgs,

και ανθρώπινη σκέψη.

Ένας φανταστικός διάλογος

Ο Άλφα είναι ένας συνήθης άνθρωπος με κάποιες γενικές γνώσεις πάνω στη Φυσική. Θα μπορούσε να είναι δασκάλα, περιπτεράς, βιολόγος, μαθήτρια Λυκείου, φοιτητής, βιβλιοπώλης, νοσοκόμα, δικηγόρος, υδραυλικός, χημικός, οδηγός ταξί, μηχανολόγος. . . ..

Ο Βήτα είναι ένας συνήθης φυσικός . . Συζητούν, διατηρώντας μεταξύ τους καλή πίστη

ο Άλφα : Ακούω αυτές τις μέρες για πεδίο Higgs, . . .διαβάζω και στην εφημερίδα . . Τι ακριβώς σημαίνει πεδίο ; και γιατί Higgs ; Θέλω να ρωτήσω και για το μποζόνιο Higgs. . αλλά… νομίζω ότι βιάζομαι

ο Βήτα: Το πεδίο είναι μια ΕΝΝΟΙΑ την οποία έχουν επινοήσει οι φυσικοί. Η Φυσική, θυγατέρα της Φιλοσοφίας, έχει μια δική της γλώσσα στην οποία κυριαρχούν οι έννοιες. Καθεμιά από αυτές έχει ένα δικό της σημαινόμενο και ένα δικό της όνομα. Κύμα, ενέργεια, μάζα, συμμετρία, spin, αλληλεπίδραση.

ο Άλφα : Αυτό δεν συμβαίνει και με τη Φιλοσοφία ;

ο Βήτα: Η φυσική διατήρησε τη γλώσσα της Φιλοσοφίας η οποία λειτουργεί με ΕΝΝΟΙΕΣ αλλά την εμπλούτισε και με ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ. Η «σύνθεση» αυτή - Φιλοσοφία και Μαθηματικά – σύνθεση Ευρωπαίων στοχαστών του 17^ου αιώνα, συνέβαλε στο να γεννηθεί η Φυσική.

ο Άλφα : Ας βάλουμε στην αφετηρία την έννοια ΠΕΔΙΟ. Τι ακριβώς σημαίνει ;

ο Βήτα: Το πεδίο είναι μια από τις ΕΝΝΟΙΕΣ που επινόησαν οι φυσικοί για να περιγράφουν τις αλληλεπιδράσεις.

ο Άλφα: Αλληλεπίδραση καταλαβαίνω τι θα πει. «Κάτι» επιδρά σε κάτι άλλο, αλλά και το «κάτι άλλο» επιδρά στο «κάτι». Μέσα από τη συζήτηση εσύ επιδράς σε μένα αλλά και εγώ επιδρώ σε σένα και αυτό είναι αλληλεπίδραση. Βέβαια εσύ επιδράς σε μένα περισσότερο από όσο εγώ σε σένα, ενώ, από όσο ξέρω, σύμφωνα με τη Φυσική, στο Σύμπαν οι μεταξύ δύο σωμάτων αλληλεπιδράσεις είναι ισότιμες.

ο Βήτα: Δεν έχεις άδικο. Στο επίπεδο του Μακρόκοσμου της άμεσης εμπειρίας, ζωής όταν σπρώχνεις την πόρτα για να την ανοίξεις, συμβαίνει αλληλεπίδραση. Μάλιστα όσο τη σπρώχνεις τόσο σε σπρώχνει κι εκείνη. Όταν τα σκυλιά σέρνουν στη Γροιλανδία το έλκηθρο συμβαίνει αλληλεπίδραση, όπως και όταν ο μαγνήτης τραβά την καρφίτσα ή όταν – όπως λένε οι φυσικοί – η Γη τραβά το βερίκοκο προς το μέρος της. Πριν από 200 περίπου χρόνια οι φυσικοί εμπλούτισαν τη γλώσσα της περιγραφής ορισμένων αλληλεπιδράσεων, όπως η βαρυτική και η μαγνητική, εισάγοντας την έννοια ΠΕΔΙΟ και μαζί με το «η Γη τραβά το βερίκοκο» πρότειναν εναλλακτικά και το η Γη δημιουργεί πεδίο βαρύτητας και στο βερίκοκο - επισκέπτη του πεδίου αυτού- ασκείται επίδραση .

ο Άλφα: Και είναι ιδιαίτερα σημαντική η έννοια πεδίο στη Φυσική ;

ο Βήτα: Η έννοια πεδίο αποδείχτηκε ιδιαίτερα γόνιμη. Καθοδήγησε τη σκέψη των ερευνητών στην ανακάλυψη νέων φαινομένων, όπως αυτό στο οποίο βασίζεται η λειτουργία μιας ηλεκτρικής γεννήτριας, στην σημαντικότατη ΕΝΟΠΟΙΗΣΗ της ηλεκτρικής αλληλεπίδρασης με τη μαγνητική και τη δημιουργία της ηλεκτρομαγνητικής αλλά και σε προβλέψεις όπως εκείνη για τη δημιουργία των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων. Όταν μάλιστα η Φυσική άρχισε να καταδύεται στον αόρατο Μακρόκοσμο της ύλης, η έννοια πεδίο – και ειδικότερα μια μετεξέλιξή της που λέγεται « κβαντικό πεδίο» - υπήρξε μία από τις πρωταγωνίστριες.

ο Άλφα: Τι εννοείς λέγοντας «αόρατο Μικρόκοσμο» ;

ο Βήτα: Σύμφωνα με μια θεωρία που επικρατεί εδώ και δύο περίπου αιώνες, - κληρονομιά της Φυσικής από τη «μητέρα» Φιλοσοφία- υπάρχει ένας Μικρόκοσμος της ύλης με αόρατα ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ τα οποία το μόνο που κάνουν είναι να κινούνται και να ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΟΥΝ. Ορισμένα μάλιστα από αυτά τα σωματίδια, όπως το ηλεκτρόνιο, τα νετρίνο και τα κουάρκ, θεωρούνται στοιχειώδη, δεν έχουν δηλαδή εσωτερική δομή, δεν συγκροτούνται από άλλα απλούστερα.

ο Άλφα: Σ΄ αυτόν τον Μικρόκοσμο οι αλληλεπιδράσεις εμφανίζουν μεγάλη ποικιλία ;

ο Βήτα: Σύμφωνα με την θεωρία που επικρατεί σήμερα, οι -μεταξύ των σωματιδίων της ύλης- αλληλεπιδράσεις, είναι, για όλο το Σύμπαν, τέσσερεις - η ηλεκτρομαγνητική, η ασθενής, η ισχυρή και η βαρυτική - αν και, παράλληλα κυκλοφορεί και η θεωρία ότι «σε κάποια στιγμή του Σύμπαντος ήταν ενοποιημένες και στη συνέχεια ξεχώρισαν ».

Θεωρούμε πάντως ότι καθεμιά από τις τέσσερεις αλληλεπιδράσεις περιγράφεται με ένα συγκεκριμένο ΠΕΔΙΟ¹ .

Και όχι μόνον αυτό. Η Κβαντική φυσική του 20^ου αιώνα δημιούργησε την έννοια «κβαντικό πεδίο». Σύμφωνα με τη σχετική θεωρία κάθε αλληλεπίδραση – άρα και το αντίστοιχο πεδίο - λειτουργεί με ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ αγγελιαφόρους- μεσολαβητές. Η αλληλεπίδραση , λόγου χάρη, ανάμεσα σε δύο ηλεκτρόνια, - ηλεκτρομαγνητική- περιγράφεται με το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο και λειτουργεί με ένα συγκεκριμένο σωματίδιο, το φωτόνιο. Λειτουργεί, με άλλα λόγια, σαν τα δύο αλληλεπιδρώντα ηλεκτρόνια να ανταλλάσσουν ένα φωτόνιο ..

ο Άλφα: Εκτός δηλαδή από τα δύο ηλεκτρόνια που αλληλεπιδρούν, υπάρχει και ένα τρίτο σωματίδιο, - το φωτόνιο - με το οποίο λειτουργεί η αλληλεπίδραση ;

ο Βήτα: Ακριβώς έτσι συμβαίνει . όταν δύο κουάρκ αλληλεπιδρούν με ισχυρή αλληλεπίδραση υπάρχει και ένα σωματίδιο μεσολαβητής – το λεγόμενο gluon, γλουόνιο. Το πεδίο Higgs από το οποίο ξεκίνησε η συζήτησή μας είναι ακόμα ΠΕΔΙΟ, το οποίο περιγράφει μια άλλη αλληλεπίδραση, διαφορετική από τις τέσσερεις και λειτουργεί με το σωματίδιο Higgs

Ο Άλφα : Τι είναι αυτό που κάνει το Higgs να ξεχωρίζει από τα άλλα πεδία ;

Ο Βήτα : Το ιδιαίτερο χαρακτηριστικό του πεδίου Higgs είναι ότι μπορεί όχι μόνο να «αιχμαλωτίζει» σωματίδια- επισκέπτες αλλά και να τους προσδίδει μάζα .

Ο Άλφα: Αυτό υπονοεί ότι ένα σωματίδιο, όπως το ηλεκτρόνιο, δεν είχε πάντοτε ορισμένη μάζα;

ο Βήτα: Και όχι μόνον αυτό. Το σημερινό ηλεκτρόνιο κάποτε ήταν «μια ποσότητα ενέργειας» χωρίς μάζα άρα δεν ήταν ηλεκτρόνιο Σύμφωνα με θεωρίες του σήμερα, το Σύμπαν ξεκίνησε ως μία κατάσταση απόλυτης ομοιομορφίας , ή τέλειας Συμμετρίας όπως λένε οι φυσικοί. Στο νεογέννητο «Σύμπαν ενέργειας» κανένα σωματίδιο δεν είχε μάζα, οι τέσσερεις αλληλεπιδράσεις ήταν ΜΙΑ, και το Σύμπαν ήταν συμμετρικό και φαινομενικά χωρίς καμία προοπτική. Σύμφωνα πάντα με τις ίδιες θεωρίες, η εξέλιξη του Σύμπαντος ήταν πριν από όλα μια σειρά από αυθόρμητες ρήξεις (παραβιάσεις) μιας προηγούμενης Συμμετρίας και τη δημιουργία μιας άλλης .

Μια από τις γόνιμες ιδέες της δεκαετίας του 1960 ήταν

α. Ότι μια ΑΥΘΟΡΜΗΤΗ ΡΗΞΗ ΣΥΜΜΕΤΡΙΑΣ είχε ως συνέπεια τη δημιουργία μάζας σε σωματίδια

β. Ότι κάθε τέτοια ΡΗΞΗ Συμμετρίας συντελείται με κάποιον περιγραφόμενο ΜΗΧΑΝΙΣΜΟ

γ. Ότι ο μηχανισμός αυτός περιγράφεται με κάποιο ΠΕΔΙΟ και λειτουργεί με κάποια άγνωστα στοιχειώδη ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ

Σήμερα το πεδίο αυτό λέγεται πεδίο Higgs και τα σωματίδια λέγονται σωματίδια Higgs.

Ο Άλφα : Αν κατάλαβα καλά, ενώ κατά τη γέννηση του Σύμπαντος

α. υπάρχει τέλεια συμμετρία β. δεν υπάρχει πεδίο Higgs γ. δεν υπάρχει μάζα,

σε κάποια στιγμή συντελείται

α. ρήξη της συμμετρίας β. εμφάνιση πεδίου Higgs. γ. εμφάνιση μάζας.

ο Βήτα: Πολύ καλά το κατάλαβες.

Ο Άλφα : Γιατί, όμως, στο πεδίο, αλλά και στα αντίστοιχα σωματίδια δόθηκε το όνομα Higgs ;

Ο Βήτα : Ο μηχανισμός «για ρήξη της Συμμετρίας μέσα από κάποια άγνωστα σωματίδια μηδενικού spin²», προτάθηκε το 1964 από τον Βρετανό φυσικό Peter Higgs. Το 1972 στα άγνωστα αυτά σωματίδια και στο αντίστοιχο πεδίο δόθηκε το όνομά του.

Ο Άλφα : Ενώ λοιπόν το κάθε σωματίδιο δεν είχε μέχρι τότε μάζα, με την εκδήλωση ρήξης συμμετρίας και την εμφάνιση πεδίου Higgs απέκτησε μάζα ;

Ο Βήτα : Ακριβώς. Όταν ενεργοποιήθηκε το πεδίο Higgs, ορισμένα σωματίδια απέκτησαν τόση μάζα- αδράνεια ώστε, σε συνδυασμό και με άλλα στοιχεία ταυτότητας, οι άνθρωποι κάποιου μακρινού μέλλοντος να τα ονομάσουν ηλεκτρόνια. Άλλα πάλι σωματίδια απέκτησαν μεγαλύτερη μάζα ώστε, σε συνδυασμό και με άλλη στοιχεία ταυτότητας, να ονομαστούν, κάποτε, quark up .

Ο Άλφα: Ομολογώ ωστόσο ότι δεν έχω καταλάβει τι σχέση έχει η ρήξη συμμετρίας με την εμφάνιση μάζας και το πεδίο Higgs.

Ο Βήτα: Αυτό δεν είναι καθόλου εύκολο. Για να πλησιάσεις κάπως το ζήτημα δοκίμασε να δημιουργήσεις δικές σου εικόνες. Σκέψου, λόγου χάρη, ότι καθένας μας ήταν κάποτε ένα έμβρυο. Στα πρώιμα στάδια λίγο μετά τη σύλληψή μας, το έμβρυο ήταν μία τέλεια σφαίρα από κύτταρα που δεν διαφέρουν μεταξύ τους. Όπως και να το περιστρέψουμε παραμένει το ίδιο. Για τους φυσικούς, σε αυτό το στάδιο, το έμβρυο έχει σφαιρική συμμετρία , παραμένει δηλαδή το ίδιο όπως και να το περιστρέφεις , γύρω από οποιονδήποτε άξονα . Παρόλη την ομορφιά και την κομψότητα που το χαρακτηρίζει το έμβρυο είναι ουσιαστικά άχρηστο, μια τέλεια σφαίρα ανίκανη για οποιαδήποτε αλληλεπίδραση με το περιβάλλον της

Με τον καιρό η Συμμετρία αυτή ΕΣΠΑΣΕ και αναπτύχθηκε ένα μικροσκοπικό κεφάλι με κορμό, θυμίζοντας κορίνα. Το έμβρυο θα εμφανίσει μια συμμετρία διαφορετική από την προηγούμενη. Μόνο εφόσον το περιστρέφεις γύρω από συγκεκριμένο άξονα συμμετρίας φαίνεται το ίδιο. Στη γλώσσα των φυσικών η αρχική σφαιρική συμμετρία έσπασε και έδωσε τη θέση της σε μια συμμετρία κυλινδρική

Το σπάσιμο της Συμμετρίας θα μπορούσε βέβαια να έχει εξελιχθεί διαφορετικά, όπως στον αστερία που αποκτά άλλου τύπου συμμετρία. Παραμένει ίδιος για κάθε περιστροφή 72^ο μοιρών ως προς συγκεκριμένο βέβαια άξονα. Κάτι ανάλογο συμβαίνει με το άνθος του ιβίσκου και κάτι διαφορετικό με την πεταλούδα.

Το «πώς, δηλαδή, σπάει η Συμμετρία» για να δημιουργηθεί μια άλλη, καθορίζει τη

ΜΟΡΦΗ του οργανισμού που θα γεννηθεί.

Ο Άλφα: Νομίζω ότι κάτι κατάλαβα αλλά δεν είμαι σίγουρος. Υποθέτω ότι η αυθόρμητη ρήξη της Συμμετρίας περιγράφεται με μαθηματικά που είναι δύσκολο να τα προσεγγίσω. Και αναρωτιέμαι : Τελικά το Σύμπαν λειτουργεί με τόσο πολύπλοκα μαθηματικά ;

ο Βήτα: Οι φυσικοί δεν ξεχνούν ότι η επιστήμη τους είναι θυγατέρα της Φιλοσοφίας. Αυτό σημαίνει ότι δεν παύουν να στοχάζονται με την επίγνωση ότι η Πραγματικότητα είναι πολύ περισσότερο χυμώδης από τα «πλάσματα» της δικής τους ανθρώπινης σκέψης, δηλαδή τα μαθηματικά μοντέλα, τις δικές τους έννοιες και τις σχετικές θεωρίες που δημιουργούν για να την περιγράψουν. Εκτιμούν, με άλλα λόγια, ότι οι αυθόρμητες ρήξεις της Συμμετρίας, τα πεδία τύπου Higgs και τα μποζόνια δεν είναι παρά μία ανθρώπινη απόπειρα προσέγγισης της Πραγματικότητας και όχι απαραίτητα «η ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟΤΗΤΑ».

ο Άλφα: Κάτι άλλο που με βάζει σε σκέψη γιατί αυθαδιάζει σε δικές μου βεβαιότητες είναι το «πώς δημιουργεί ΜΑΖΑ το πεδίο Higgs»; Η μάζα μπορεί να δημιουργείται από το μηδέν ;

ο Βήτα: Το πεδίο Higgs δεν δημιουργεί μάζα από το μηδέν, την εμπεριέχει από πριν ως ενέργεια. Και στον 20^ο αιώνα μάθαμε ότι μια ποσότητα ενέργειας θα ήταν ίσως δυνατόν να μας οδηγήσει σε μια ποσότητα ισοδύναμης μάζας σύμφωνα με την Ε = mc²

ο Άλφα: Και το πεδίο Higgs λειτουργεί με σωματίδιο Higgs ;

ο Βήτα: Ακριβώς. Η αλληλεπίδραση του επισκέπτη (ο οποίος θα αποκτήσει μάζα) με το πεδίο Higgs λειτουργεί με σωματίδιο Higgs. Στη γλώσσα των φυσικών το σωματίδιο Higgs είναι ο «φορέας» του πεδίου Higgs, έχει, δηλαδή, έναν ρόλο ανάλογο με εκείνον του φωτονίου το οποίο ευθύνεται για μία συγκεκριμένη αλληλεπίδραση, την ηλεκτρομαγνητική , και είναι «φορέας» του αντίστοιχου πεδίου του ηλεκτρομαγνητικού.

Ο Άλφα: Μια και μιλάμε για φωτόνιο, πρέπει να ομολογήσω στη σκέψη μου «κυκλοφορούν» δύο ειδών φωτόνια. Από τη μια εκείνα που ταξιδεύουν εκατοντάδες χρόνια από το μακρινό άστρο για να συναντήσουν το μάτι μου και τα φαντάζομαι σαν «αθάνατα», και από την άλλη τα virtual φωτόνια που ζουν ελάχιστα και ευθύνονται για την ηλεκτρομαγνητική αλληλεπίδραση. Έχω άδικο ; Συμβαίνει κάτι ανάλογο με τα σωματίδια Higgs;

ο Βήτα: Η ερώτηση εξαιρετική αλλά η απάντηση ιδιαίτερα δύσκολη. Κομβικό σημείο στην εξέλιξη των ιδεών ήταν και η Αρχή της Απροσδιοριστίας του 1927, σύμφωνα με την οποία υπάρχουν ζεύγη ποσοτήτων, όπως ή ενέργεια και χρόνος, οι οποίες δεν μπορούν να μετρηθούν ταυτόχρονα ανεξάρτητα του πόσο καλή θα είναι συσκευή. Ο συνδυασμός των ιδεών της Κβαντομηχανικής με εκείνες της Σχετικότητας λειτούργησε γόνιμα στη σκέψη του Paul Dirac και έφερε στον κόσμο την κεντρική ιδέα. Σύμφωνα με αυτή ορισμένες μορφές ύλης μπορούν να δανείζονται ενέργεια από το κενό για πολύ μικρό χρονικό διάστημα, με την προϋπόθεση ότι η ενέργεια αυτή επιστρέφεται, πριν παραβιαστεί η ΑΡΧΗ της ΑΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΤΙΑΣ, οπότε δεν παραβιάζεται και η ΔΙΑΤΗΡΗΣΗ ΤΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ . Η δανεισμένη αυτή ΕΝΕΡΓΕΙΑ μπορεί - σύμφωνα με την Ε = mc² - ΝΑ ΔΗΜΙΟΥΡΓΗΣΕΙ ΕΝΑ ΣΩΜΑΤΙΔΙΟ συγκεκριμένης μάζας, ένα virtual σωματίδιο με ύπαρξη φευγαλέα.

Μία «σύγκρουση» ηλεκτρονίου με ηλεκτρόνιο είναι μία αλληλεπίδραση ιδιαίτερα περιορισμένη σε χώρο και σε χρόνο. Μολονότι οι νόμοι διατήρησης επιβάλλουν το ότι η ενέργεια και η ορμή του συστήματος διατηρούνται αναλλοίωτες δεν μπορούμε να έχουμε άμεση εμπειρική εγγύηση ότι αυτό ισχύει σε κάθε στιγμή εφόσον -βάσει της Αρχής της Απροσδιοριστίας- υπάρχει μια ενδογενής Αβεβαιότητα στη γνώση μας γι αυτές κατά τη διάρκεια της αλληλεπίδρασης.

Είναι συνεπώς νόμιμο να φανταστούμε ότι ΕΝΑ ΝΕΟ ΣΩΜΑΤΙΔΙΟ, ένα virtual photon – εικονικό φωτόνιο - ΔΗΜΙΟΥΡΓΕΙΤΑΙ ΑΥΘΟΡΜΗΤΑ ΑΠΟ ΤΟ ΚΕΝΟ, το λεγόμενο και «κβαντικό» κενό. Αν το σωματίδιο εξαφανιστεί και πάλι στο κενό σε μικρό χρονικό διάστημα δεν θα προλάβουμε να μετρήσουμε την οποιαδήποτε παραβίαση των νόμων διατήρησης.

Με τη λογική αυτή τόσο η αλληλεπίδραση μεταξύ δύο ηλεκτρονίων θεωρήθηκε ως ΑΝΤΑΛΛΑΓΗ ενός virtual φωτονίου και ίσως πρέπει να το λέμε virtual για να το ξεχωρίζουμε από όλα εκείνα τα φωτόνια του φωτός που διατηρούν την ενέργειά τους επί δισεκατομμύρια χρόνια και καθένα από αυτά μπορεί να «γεννήσει» ένα ζεύγος ηλεκτρονίου με ποζιτρόνιο .

Στα virtual photons, με την παρέμβαση του Richard Feymann, εστίασε ιδιαίτερα η QED, η Κβαντική Ηλεκτροδυναμική -η θεωρία για τις ηλεκτρομαγνητικές αλληλεπιδράσεις-, για να εισαχθούν αργότερα και τα virtual gluons με τα οποία λειτουργεί η ισχυρή αλληλεπίδραση Αντίστοιχα, η αλληλεπίδραση ενός σωματιδίου ( που θα αποκτήσει μάζα ) με το πεδίο Higgs μπορεί να θεωρείται ότι λειτουργεί με ένα virtual μποζόνιο Higgs.

Ο Άλφα: Πολύ δύσκολα όλα αυτά. Ας περιοριστώ στο να καταλάβω γιατί το σωματίδιο Higgs το χαρακτηρίζουν μποζόνιο.. Μποζόνιο . . . Λέξη παράξενη . .Από που προέρχεται ; Υπάρχουν και άλλα μποζόνια που δεν είναι Higgs ;

ο Βήτα: Η λέξη boson -μποζόνιο προέρχεται από το όνομα ενός Ινδού φυσικού, του Σατιέντρα Νάθ Μποζ- αγγλικά Satyendra Nath Bose. Το 1923, άγνωστος μέχρι τότε είχε υποβάλλει ένα χειρόγραφο στον Einstein ζητώντας τη γνώμη του. Χρησιμοποιώντας τη Στατιστική Μηχανική πρότεινε έναν εντελώς διαφορετικό τρόπο για την αντιμετώπιση των ΦΩΤΟΝΙΩΝ . Ενώ στην κλασική κατανομή Maxwell Boltzmann, τη μοναδική πρόταση για κατανομή των ταχυτήτων συνόλου σωματιδίων, η οποία ίσχυε τα 60 χρόνια που είχαν προηγηθεί, κάθε σωματίδιο εμφανιζόταν να διατηρεί την ατομικότητά του, για τον Bose τα φωτόνια θεωρήθηκαν απολύτως ταυτόσημα. Η εναλλαγή δύο εντελώς ίδιων φωτονίων δεν διαμόρφωνε μία μια νέα εικόνα. Ο Einstein μελέτησε την εργασία του Bose, τη μετάφρασε στα γερμανικά και την επόμενη χρονιά, το 1924, δημοσίευσε μια εργασία πάνω σε αυτό το θέμα. Έτσι γεννήθηκε η στατιστική Bose – Einstein, Μποζ Αϊνστάιν.

Δυο χρόνια αργότερα ο Ιταλός Enrico Fermi και ο Άγγλος Paul Dirac έδειξαν ότι στο Σύμπαν ισχύουν δύο είδη στατιστικής. Το 1926 ο Φέρμι και κατόπιν, ανεξάρτητα, ο Ντιράκ, πρότειναν μία στατιστική για τις κατανομές ταχυτήτων των ελεύθερων ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΩΝ, με σκοπό να εμπλουτιστεί η θεωρία για την ηλεκτρική αγωγιμότητα.

Το 1945, ύστερα από μια ακόμα πρόταση του Dirac, όλα τα σωματίδια χωρίστηκαν σε δύο μεγάλες ομάδες, τα ΦΕΡΜΙΟΝΙΑ και τα ΜΠΟΖΟΝΙΑ. Η διάκριση επεσήμαινε ότι

τα σωματίδια όπως το ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΟ, για τα οποία ίσχυε η κατανομή Φέρμι Ντιράκ, ήταν επίσης υπάκουα στην Απαγορευτική Αρχή του Pauli³- « απαγορεύεται η συγκατοίκηση σε δύο ηλεκτρόνια με την ίδια κβαντική κατάσταση» -, ενώ, από την άλλη,

τα σωματίδια όπως το ΦΩΤΟΝΙΟ, για τα οποία ίσχυε η κατανομή Μποζ Αϊνστάιν , δεν έχουν κανένα πρόβλημα να καταλάβουν όλα μαζί την ίδια κβαντική κατάσταση και μάλιστα το προτιμούν.

Τα ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑ είναι οι καθισμένοι θεατές σε αίθουσα συμφωνικής μουσικής, ενώ τα ΦΩΤΟΝΙΑ είναι το πλήθος των νέων σε μια συναυλία ροκ που δεν τους νοιάζει να στριμωχτούν ή και να βρεθούν ακόμα και αγκαλιά έτσι ώστε να είναι κοντά στη σκηνή

Το ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΟ έγινε το αρχέτυπο της έννοιας ΦΕΡΜΙΟΝΙΟ, ενώ το ΦΩΤΟΝΙΟ έπαιξε τον ίδιο ρόλο για την έννοια ΜΠΟΖΟΝΙΟ

Τα υπάκουα στην Απαγορευτική Αρχή ΦΕΡΜΙΟΝΙΑ είναι σωματίδια με spin ½ ή πολλαπλάσιο του ½ και είναι συστατικά της ύλης με διασημότερα το ηλεκτρόνιο, το νετρίνο και τα κουάρκ, ενώ τα ανυπάκουα ΜΠΟΖΟΝΙΑ, είναι σωματίδια με spin ακέραιο ή μηδέν , - με διασημότερο το μηδενικής μάζας φωτόνιο - είναι τα σωματίδια , με τα οποία λειτουργούν οι μεταξύ φερμιονίων αλληλεπιδράσεις μέσα από το αντίστοιχο πεδίο τους. Το σωματίδιο Higgs είναι μποζόνιο με μηδενικό spin.

Ο Άλφα: Τα μποζόνια, είναι, όπως το φωτόνιο, σωματίδια χωρίς μάζα και χωρίς ηλεκτρικό φορτίο;

ο Βήτα: Όχι ακριβώς. Το μποζόνιο Higgs έχει μηδενικό φορτίο -γι αυτό και συμβολίζεται με Η^ο - αλλά έχει μάζα και μάλιστα διόλου ευκαταφρόνητη.

Ο Άλφα: Δηλαδή; Μεγαλύτερη από τη μάζα του ηλεκτρονίου;

ο Βήτα: Πολύ μεγαλύτερη ακόμα και από τη μάζα του πρωτονίου η οποία σε μονάδες ισοδύναμης ενέργειας είναι 0,9 περίπου GeV γίγα-ηλεκτρονιοβόλτ. Σύμφωνα με τη θεωρία, η μάζα του μποζονίου Higgs προβλέπεται ίση με 126 περίπου GeV .

Ο Άλφα: Υπάρχουν και άλλα μποζόνια με μάζα⁴ και ηλεκτρικό φορτίο ;

ο Βήτα:Τα μποζόνια τα οποία ευθύνονται για την ασθενή αλληλεπίδραση είναι το W⁺ με θετικό ηλεκτρικό φορτίο -ίσο με το στοιχειώδες e- και μάζα 80 περίπου GeV, το W^- με αρνητικό ηλεκτρικό φορτίο και μάζα 80 περίπου GeV και το Ζ^ο χωρίς ηλεκτρικό φορτίο και με μάζα 91 περίπου GeV

Ο Άλφα: Εξ όσων όμως, γνωρίζω, η ηλεκτρομαγνητική αλληλεπίδραση και η ασθενής έχουν ενοποιηθεί στην Ηλεκτρασθενή . Πώς είναι δυνατόν να είναι ενοποιημένες και τα αντίστοιχα σωματίδια να είναι, το μεν φωτόνιο χωρίς μάζα και το μποζόνιο W με μάζα ;

ο Βήτα:Αυτό ήταν ένα ερώτημα που άνοιξε τον δρόμο για τη θεωρία «πεδίο Higgs»

Ο Άλφα: Δηλαδή ;

ο Βήτα: Δεκαετία του 1950 και η Φυσική έχει διαμορφώσει την QED, μια εξαιρετική θεωρία για τις ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΕΣ αλληλεπιδράσεις, . Ήταν μία «κβαντική εκδοχή » της θεωρίας του Maxwell, που χρησιμοποιούσε την έννοια σωματίδιο μεσολαβητής προτείνοντας το φωτόνιο και η οποία, εκτός των άλλων, ΣΗΜΑΔΕΨΕ ΚΑΙ ΤΙΣ ΕΞΕΛΙΞΕΙΣ στη Φυσική διότι έθετε και ένα πολύ σοβαρό ερώτημα : «Είναι άραγε δυνατόν να περιγράψουμε τις υπόλοιπες τρεις δυνάμεις - την ΑΣΘΕΝΗ, την ΙΣΧΥΡΗ και τη ΒΑΡΥΤΙΚΗ - χρησιμοποιώντας μία ΚΒΑΝΤΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ ΠΕΔΙΟΥ, μια θεωρία με πρωταγωνιστή την έννοια ΑΝΤΑΛΛΑΓΗ ΚΒΑΝΤΙΚΩΝ ΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ»;

Κι ακόμα «μήπως υπάρχει μία θεωρία πεδίου που θα μπορούσε «να κάνει όλη τη δουλειά και για τις τέσσερεις αλληλεπιδράσεις» ; Το μονοπάτι που «ανοίχτηκε» οδήγησε στην πρώτη μεγάλη επιτυχία την ενοποίηση της Ηλεκτρομαγνητικής αλληλεπίδρασης με την Ασθενή.

Στις αρχές της δεκαετίας του 1960, οι θεωρητικοί φυσικοί έχουν αρχίσει να υποθέτουν ότι η ΑΣΘΕΝΗΣ αλληλεπίδραση μεταφέρεται από τρία σωματίδια- μποζόνια ΜΕΓΑΛΗΣ ΜΑΖΑΣ, ενώ ήταν ήδη αποδεκτό ότι η ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ αλληλεπίδραση μεταφέρεται με το ΜΗΔΕΝΙΚΗΣ ΜΑΖΑΣ φωτόνιο. Το πρόβλημα ήταν σοβαρό και το ερώτημα ήταν αυτό ακριβώς που έθεσες. «Πώς είναι δυνατόν να προχωρήσει η ενοποίηση των δύο αλληλεπιδράσεων και η μία να λειτουργεί με μποζόνιο το φωτόνιο μηδενικής μάζας , ενώ η άλλη να λειτουργεί με τόσο «βαριά» σωματίδια ; Το εμπόδιο φαινόταν αξεπέραστο. Η βασική ωστόσο ιδέα που θα το παρέκαμπτε και θα οδηγούσε στην ΕΝΟΠΟΙΗΣΗ ήταν ότι η Ασθενής δύναμη και η Ηλεκτρομαγνητική στηρίζονται «κατά βάθος» στα ίδια θεμέλια, αλλά η κοινή αυτή προέλευσή τους παραμένει κρυμμένη, λόγω της μεγάλης μάζας των μποζονίων της Ασθενούς σε σχέση με τη μηδενική του φωτονίου.

Στις αρχές της δεκαετίας του 60 ο γεννημένος στο Τόκιο Γιοϊσίρο Νάμπου - Yoichiro Nambu, είχε προτείνει τον μηχανισμό ρήξης της συμμετρίας για το φαινόμενο υπεραγωγιμότητα και είχε προτείνει την ύπαρξη ενός χωρίς μάζα σωματιδίου για τη λειτουργία του. Το 1964 στο Physical Review Letters της American Physical Society. δημοσιεύτηκαν τρία papers, γραμμένα από τρία ζεύγη φυσικών, με την ίδια κεντρική ιδέα. «Στο Σύμπαν είναι δυνατόν να συμβαίνουν αυθόρμητες ρήξεις συμμετρίας με συνέπεια τη δημιουργία σωματιδίων με μάζα ». Ένας από τους έξι αυτούς φυσικούς, ο Peter Higgs, σε κάποιον από τους περιπάτους του στα σκοτσέζικα highlands, εμπνεόμενος και από τις εργασίες του Νάμπου, γέννησε μια ακόμα ιδέα, εμπλουτίζοντας την αρχική πρόταση με ένα νέο paper στο οποίο έκανε την πρόβλεψη για ένα άγνωστο σωματίδιο μποζόνιο με το οποίο θα λειτουργούσε η ρήξη της συμμετρίας θα κατέληγε στη δημιουργία μάζας .

Στα χρόνια που ακολούθησαν, η ιδέα αξιοποιήθηκε για την ενοποίηση της Ηλεκτρομαγνητικής αλληλεπίδρασης με την Ασθενή. Σύμφωνα με τις θεωρίες του «σήμερα» στο νεογέννητο Σύμπαν με την τέλεια συμμετρία κανένα σωματίδιο δεν είχε μάζα και οι Αλληλεπιδράσεις δεν είχαν διαφοροποιηθεί, οπότε μπορούσε να υφίσταται ένα χωρίς μάζα μποζόνιο, φορέας της ενιαίας Ηλεκτρασθενούς Αλληλεπίδρασης. Σε κάποια στιγμή έγινε η εμφάνιση πεδίου Higgs, «έσπασε η συμμετρία» ανάμεσα στην Ηλεκτρομαγνητική και την Ασθενή αλληλεπίδραση και το χωρίς μάζα μποζόνιο της Ασθενούς απέκτησε μάζα. Οι δύο αλληλεπιδράσεις εμφανίστηκαν διαφορετικές όπως τις αντιλαμβανόμαστε σήμερα.

Παράλληλα η αρχική ιδέα επεκτάθηκε σε μια απόπειρα για την απάντηση στο γενικότερο ερώτημα

« Η ύλη του Σύμπαντος συγκροτείται από τα στοιχειώδη σωματίδια τα οποία έχουν άλλο μεγαλύτερη και άλλο μικρότερη μάζα-αδράνεια. Τι είναι αυτό που διαφοροποιεί τη μάζα των διαφόρων σωματιδίων ; »

Οι πιο αισιόδοξοι έβλεπαν στο μέλλον ότι «το σωματίδιο Higgs θα μπορούσε να είναι η απάντηση». Υπήρχε όμως μποζόνιο Higgs ή μήπως μόνο ήταν ένα «πλάσμα της σκέψης των φυσικών» ; Πώς άραγε θα μπορούσε να ανιχνευτεί η ύπαρξή του ; Για τις δεκαετίες που ακολούθησαν το μποζόνιο Higgs έγινε είναι το «καταζητούμενο», ένα βασικό στοιχείο στο ψηφιδωτό που είχε αρχίσει να φτιάχνεται για τη δομή του κόσμου, με βάση το Standard Model- Καθιερωμένο Πρότυπο.

Η ανίχνευσή του απαιτούσε τεράστιες ποσότητες ενέργειας και ειδικές συνθήκες εργαστηρίου

Ο Άλφα: Και γιατί χρειάστηκαν τόσο χρόνια μέχρι να κάνει την «εμφάνισή του» ;

ο Βήτα: Τα μποζόνια Higgs δεν κυκλοφορούν ως σωματίδια με σταθερή κατάσταση. Δεν μπορεί να αγοράσει κανείς μποζόνια σε μια σακούλα και να τα πάει σπίτι του. Κάνουν την «εμφάνισή τους» μόνο στιγμιαία και σε συνθήκες κόλασης σαν εκείνη που επικρατούσε στο νεογέννητο Σύμπαν. Έπρεπε να γεννηθούν ΙΔΕΕΣ για το πώς θα ήταν δυνατόν να δημιουργηθούν εργαστηριακά τέτοιες συνθήκες. Και μια από τις ιδέες «είδε» ότι κάτι ανάλογο θα μπορούσε να δημιουργηθεί κατά τις συγκρούσεις πρωτονίων τρομακτικής ενέργειας με πρωτόνια επίσης τρομακτικής ενέργειας. Η υλοποίηση επιχειρήθηκε στο τούνελ του Large Hadron Cllider - Μεγάλου Συγκρουστή Αδρονίων (LHC) στο CERN. 

Ο Άλφα: Υποθέτω ότι δεν θα είναι καθόλου απλό να δημιουργηθούν πρωτόνια με τόσο μεγάλη , τρομακτική όπως ακούω να λέγεται, ενέργεια

ο Βήτα: Δεν είναι καθόλου απλό και η ενεργοποίησή τους, δηλαδή το πρώτο μέρος του έργου, υλοποιείται από σειρά επιταχυντών. Σε μια αρχική φάση, πριν εισέλθουν στον μεγάλο κεντρικό δακτύλιο, τα πρωτόνια επιταχύνονται από μια σειρά επιταχυντών

από τον γραμμικό LINAC 2 - με ηλεκτρικό πεδίο- σε πρωτόνια ενέργειας 0, 05 GeV,

από τον Proton Synchrotron Booster (PSB). σε 1,4 GeV,

από τον Proton Synchrotron (PS) σε 26 GeV και

από τον Super Proton Synchrotron (SPS) σε 450 GeV ,

ενέργεια με την οποία εισβάλλουν στον μεγάλο κεντρικό δακτύλιο, στον οποίο επιδιώκεται η συσσώρευσή τους και η επιπλέον ενεργοποίησή στους στα 7000 περίπου GeV. Τώρα είναι πρωτόνια τρομακτικής ταχύτητας ίσης με 0,999999991 της ταχύτητας του φωτός, μόλις 3m/s μικρότερη από την ταχύτητα του φωτός . Καθένα από αυτά ταξιδεύει στον μεγάλο δακτύλιο διαγράφοντας 11000 περιφορές σε κάθε δευτερόλεπτο. Σύμφωνα με την Ειδική Σχετικότητα, η τρομακτική αυτή ταχύτητα κάθε πρωτονίου συνοδεύεται από αύξηση της μάζας του. Η μάζα του είναι 7500 φορές μεγαλύτερη από τη μάζα που είχε πριν ενεργοποιηθεί . Και η κίνηση κάθε πρωτονίου γίνεται βέβαια σε υψηλό ΚΕΝΟ. Στο εσωτερικό δηλαδή του τούνελ το κενό είναι υψηλότερο και από αυτό που υφίσταται στην επιφάνεια της Σελήνης.

Ο Άλφα: Φαντάζομαι ότι για να διατηρούνται πρωτόνια τόσο υψηλής ενέργειας σε τροχιά κυκλική είναι αναγκαίο να επιδρούν σε αυτά ισχυρά πεδία. Τι πεδία είναι αυτά;

ο Βήτα:Τόσο για την ενεργοποίηση των πρωτονίων με τους διάφορους επιταχυντές όσο και για τη διατήρησή τους σε κυκλικές τροχιές οι βασικοί υπεύθυνοι είναι τα ισχυρότατα ΜΑΓΝΗΤΙΚΑ ΠΕΔΙΑ, έως και 8 τέσλα. Και δεν είναι μόνον αυτό. Τα μαγνητικά πεδία θα συμβάλουν και στο να εστιάζουν οι δέσμες των πρωτονίων ώστε να αυξηθεί η πιθανότητα μιας ενδεχόμενης σύγκρουσης. Αντί για διακεκριμένες τυχαίες κυκλικές τροχιές τα πρωτόνια συσσωρεύονται σε δέσμες καθεμιά από τις οποίες συγκροτείται από 2.800 «νήματα» με 100 περίπου δισεκατομμύρια το καθένα.

Ο Άλφα: Πώς δημιουργούνται τόσο ισχυρά μαγνητικά πεδία ; Χρειάζεται ηλεκτρικό ρεύμα πάνω από 500 αμπέρ και ίσως, σε τέτοιες τιμές ρεύματος, οι αγωγοί θα λιώσουν

ο Βήτα:Εδώ και αρκετά χρόνια έχει αξιοποιηθεί το φαινόμενο ΥΠΕΡΑΓΩΓΙΜΟΤΗΤΑ.

Με ελάχιστη ένταση ηλεκτρικού ρεύματος, μπορεί να δημιουργηθούν ισχυρότατα μαγνητικά πεδία, αρκεί η θερμοκρασία να είναι πάρα πάρα πολύ χαμηλή, στην περιοχή του μηδενός. Οι 1600 μαγνήτες– 1200 περίπου διπολικοί και 400 περίπου τετραπολικοί- που ευθύνονται για τη δράση στα πρωτόνια, λειτουργούν όλοι ως υπεραγώγιμοι μαγνήτες σε πάρα πολύ χαμηλή θερμοκρασία γι αυτό και ο χώρος δεν είναι « να βρίσκεσαι εκεί», μια απίστευτη παγωνιά είναι απλωμένη παντού.

Ο Άλφα: Και πώς δημιουργείται το φοβερό αυτό ψύχος ;

ο Βήτα: Με υγροποιημένο ήλιον. Εκατό περίπου τόνοι υγρού ηλίου απαιτούνται για να διατηρούν τους υπεραγώγιμους μαγνήτες – φτιαγμένους από χαλκό, νιοβιο και τιτάνιο – σε θερμοκρασία γύρω στους 2 βαθμούς Κέλβιν

Ο Άλφα: Τα πράγματα τελικά οδηγούνται στη σύγκρουση των τρομακτικής ενέργειας πρωτονίων με πρωτόνια;

ο Βήτα: Ακριβώς. Στην τελευταία φάση πριν από τη σύγκρουση, μια δέσμη πρωτονίων θα συγκρουστεί με μία άλλη αντίθετης κατεύθυνσης και το δεύτερο μέρος του έργου αρχίζει.

Ο Άλφα: Με τη σύγκρουση πρωτονίου με πρωτόνιο μπορεί να κάνει την «εμφάνισή» του κάποιο αόρατο μποζόνιο Higgs. Πώς ανιχνεύεται ;

ο Βήτα: Ήταν γνωστό από την ίδια τη θεωρία που το προέβλεπε ότι το μποζόνιο Higgs δεν μπορεί να ανιχνευθεί άμεσα. Έρχεται στον κόσμο για ένα ελαχιστότατο χρονικό διάστημα πολύ λιγότερο από δισεκατομμυριοστό του δευτερολέπτου και στη συνέχεια διασπάται. Η παρουσία του γίνεται αντιληπτή από τα συντρίμμια στα οποία διασπάται μέσα από την ανάκρισή τους σε συνδυασμό με τις ενεργειακές μεταβολές που εκδηλώνονται και μπορούν να καταγραφούν.

Το «ποια θα είναι τα προϊόντα της διάσπασης» εξαρτάται από τη μάζα του διασπώμενου Higgs και τα «σενάρια» δεν είναι «ένα» .

Για μάζα Higgs κάτω από 130 GeV -σαν αυτή που εντοπίστηκε- τα προϊόντα είναι κυρίως ένα ζεύγος κουάρκ b. Μπορεί ωστόσο να προκύψει και ένα ζεύγος λεπτονίων ταυ. Τα δύο αυτά σενάρια δεν είναι τα μοναδικά .

Ο Άλφα: Και τα προϊόντα της διάσπασης ανιχνεύονται από κάποιον ανιχνευτή ;

ο Βήτα:Τα προϊόντα ανιχνεύονται στους δύο διαφορετικούς ανιχνευτές, τον ATLAS και το CMS Compact Muon Solenoid

Στην ανακοίνωση της 4^ης Ιουλίου 2012

δίπλα στον Rolf-Dieter Heuer⁵, Ρολφ Ντίτερ Χόιερ, τον Γερμανό διευθυντή του CERN, κάθονταν

η Ιταλίδα υπεύθυνη του ATLAS, η Fabiola Gianotti⁶, Φαμπιόλα Τζανότι και ο γεννημένος στο Ιλινόις Joe Incandela⁷, Τζο Ινκαντέλα, ο υπεύθυνος του CMS

Η Φαμπιόλα Τζανότι, εκπροσωπώντας την ομάδα του ανιχνευτή ATLAS, ανακοίνωσε ότι κατά τη δική τους άποψη, «τα σωματίδια που ανιχνεύτηκαν είχαν ενέργεια 125,3 GeV και πρέπει να πρόκειται για ΚΑΤΙ ΚΑΙΝΟΥΡΙΟ ΜΕ ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΜΠΟΖΟΝΙΟΥ»

Ο Τζο Ινκαντέλα, εκπροσωπώντας την ομάδα του ανιχνευτή CMS, ανακοίνωσε ότι « υπολογίζουμε την ενέργεια των ίδιων σωματιδίων σε 126, 5 GeV και πιστεύουμε ότι μπαίνουμε ΣΤΗΝ ΕΠΟΧΗ ΤΩΝ ΜΕΤΡΗΣΕΩΝ ΓΙΑ ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ HIGGS»

Βέβαια στη σχετική ανακοίνωση αποσαφηνίζεται ότι το σωματίδιο που ανίχνευσαν δεν κάνει τις διασπάσεις που περίμεναν να κάνει βάσει της θεωρίας STANDARD MODEL. Αυτό ενδεχομένως σημαίνει ότι η θεωρία χρειάζεται βελτίωση http://www.youtube.com/watch?v=vB6EhC4kcOs

Ο Άλφα: Υπάρχει περίπτωση να ανιχνευτεί κι άλλο μποζόνιο Higgs;

ο Βήτα:Το μποζόνιο Higgs, εντάσσεται στα πλαίσια της θεωρίας Standard Model η οποία «βλέπει» από τη μια τα ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ της ύλης (φερμιόνια) και από την άλλη τις μεταξύ τους ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΕΙΣ, που περιγράφονται με μποζόνια. Το 1974 έκανε την εμφάνισή της η Θεωρία της Υπερσυμμετρίας, η SUSY⁸ , η οποία επιχειρεί να ενοποιήσει τα φωτόνια σωματίδια της ύλης με τα μποζόνια σωματίδια των αλληλεπιδράσεων. Προβλέπει ότι σε κάθε φερμιόνιο που γνωρίζουμε - electon, neutrino, quark . .- αντιστοιχεί ένα υπερσυμμετρικό σωματίδιο μποζόνιο, άγνωστο μέχρι σήμερα με το όνομα s-electon, s-neutrino, s-quark . . Αντίστροφα σε κάθε γνωστό μποζόνιο που γνωρίζουμε ( όπως το Photon φωτόνιο, το W, το Z, το Gluon, το Higgs) αντιστοιχεί ένα άγνωστο μέχρι σήμερα φερμιόνιο – υπερσυμμετρικός σύντροφος - με τα όνομα Photino, Wino, Zino, Higgsino. Προβλέπει δηλαδή την ύπαρξη ενός φερμιονίου, υπερσυμμετρικού συντρόφου του μποζονίου Higgs.

C:\Τα έγγραφά μου\Ιστοσελίδα\zzSusy.htm

Ο Άλφα: Θα μπορούσε να υπάρχει ένα άλλο Σύμπαν χωρίς το πεδίο Higgs;
ο Βήτα: Μέσα από μαθηματικές δομές μπορούμε να περιγράψουμε ένα Σύμπαν χωρίς σωματίδιο Higgs. Δεν θα έμοιαζε όμως καθόλου με αυτό στο οποίο γεννηθήκαμε. Θα ήταν ένα Σύμπαν χωρίς μάζα και κατά συνέπεια χωρίς βαρύτητα. Δεν θα είχαν συνεπώς δημιουργηθεί άστρα, πλανήτες, κοτσύφια, μυγδαλιές, συναγρίδες και άνθρωποι.

Ο Άλφα: Νιώθω την ανάγκη να αντικρίσω τα στοιχειώδη σωματίδια στο σύνολό τους . Σήμερα δηλαδή οι φυσικοί θεωρούν ότι το Σύμπαν συγκροτείται από ορισμένα σωματίδια. Δεν είχαν, βέβαια, την ίδια άποψη πριν από τη δημιουργία της Επιστήμης ;

ο Βήτα: Τον 18^ο αιώνα η κυρίαρχη άποψη για την ποικιλία του Κόσμου ήταν ακόμα η αριστοτελική. Θεωρούσε ότι ο Κόσμος συγκροτείται από 4 στοιχεία. Έναν αιώνα αργότερα – μετά και την επιστημονική οικοδόμηση της Χημείας - η άποψη είχε ανατραπεί και κυριαρχούσε η «ποικιλία» των 92 διαφορετικών στοιχείων που αντιστοιχούσαν σε 92 διαφορετικά σωματίδια- άτομα. Λίγο πριν από την αυγή του 20^ου αιώνα Το 1897 μια κομβική ανακάλυψη έθετε το ζήτημα ότι στα σπλάχνα κάθε ατόμου υπάρχει ένα πιτσιρίκι, το οποίο θα έπαιζε στη συνέχεια ρόλο πρωταγωνιστή. Του δόθηκε το όνομα ηλεκτρόνιο και η ανακάλυψη σε συνδυασμό με την έρευνα στο φαινόμενο ραδιενέργεια οδήγησε, το 1932, στην επόμενη πρόταση. «Όλα τα υλικά σώματα συγκροτούνται από 3 στοιχειώδη σωματίδια, το ηλεκτρόνιο, το πρωτόνιο και το νετρόνιο» ενώ σε αυτά είχε προστεθεί και το χωρίς μάζα σωματίδιο φωτόνιο, Στη συνέχεια η ιδέα για το «φάντασμα» νετρίνο, το οποίο «κυνηγήθηκε» επί 25 χρόνια, η ιδέα για την ύπαρξη σωματιδίων αντιύλης, η ιδέα για σωματίδια μεσολαβητές – ότι δηλαδή, θα μπορούσε να περιγράφεται με σωματίδια όχι μόνο η ΔΟΜΗ της ύλης αλλά και η ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ της - και η ιδέα της δεκαετίας του 1960 ότι σωματίδια σαν το πρωτόνιο δεν είναι στοιχειώδη αλλά συγκροτούνται από κουάρκ, έκανε αρκετά πιο σύνθετο το παιχνίδι της περιγραφής της ύλη». Σήμερα η κυρίαρχη θεωρία Standard Model υποστηρίζει ότι τα στοιχειώδη σωματίδια της ύλης είναι 12 φερμιόνια (από τα οποία οι πρωταγωνιστές είναι τέσσερα, το ηλεκτρόνιο, το νετρίνο, το κουάρκ up και το κουάρκ down ) τα οποία περιγράφουν τη ΔΟΜΗ της και ορισμένα μποζόνια⁴ ( όπως το φωτόνιο και το Higgs) τα οποία περιγράφουν τη λειτουργία της . Αυτά, μαζί και τα σωματίδια της αντιύλης, αναφέρονται στο « γνωστό Σύμπαν» διότι τον 21^ο αιώνα έχουμε και ένα ακόμα σοβαρό ζήτημα, τη dark matter σκοτεινή ύλη και τη dark energy, τη σκοτεινή ενέργεια. Αυτό όμως είναι για μια άλλη συζήτηση . .

Ο Άλφα: Η Χημεία ενδιαφέρεται για τα φερμιόνια και τα μποζόνια των φυσικών ;

ο Βήτα: Η Χημεία τα βγάζει πέρα χωρίς μποζόνια και χωρίς τα 12 φερμιόνια. Της αρκούν τα 92 στοιχεία και οι ενώσεις τους. Έχει ωστόσο ανάγκη από το πρωτόνιο και το νετρόνιο και οπωσδήποτε από το ηλεκτρόνιο. Το ίδιο και η Βιολογία .

Ο Άλφα: Και μια τελευταία ερώτηση. Γιατί άραγε εκδηλώθηκε τόσο ενδιαφέρον για το μποζόνιο Higgs ; Σε τι θα επηρεάσει την καθημερινή μας ζωή η ανίχνευση του αόρατου αυτού σωματιδίου ;
ο Βήτα: Το έργο άρχισε στην Ιωνία κάπου ανάμεσα σε Μίλητο και Έφεσο και στην πρώτη του φάση οι άνθρωποι άρχισαν να αναζητούν απαντήσεις σε πανάρχαια ερωτήματα για τη δομή και τη λειτουργία του κόσμου με μέθοδο τον ορθό λόγο και μόνο αυτόν, αφήνοντας πίσω χιλιάδες χρόνια γοητευτικών διαδρομών σκέψης μέσα από τους πανάρχαιους μύθους. Η πρώτη αυτή φάση γέννησε τη Φιλοσοφία και μέσα από διαφορετικές διεργασίες αποδοχής μιας αρμονίας του κόσμου, δημιούργησε και -τα συνομήλικα με τη Φιλοσοφία- Μαθηματικά.

Η δεύτερη φάση ξεκίνησε μετά από δύο περίπου χιλιετίες και πλέον. Ήταν ένα ευρωπαϊκό εγχείρημα του 17^ου αιώνα βασιζόμενο στο πανάρχαιο ενδιαφέρον για τον ουρανό, στην εξελισσόμενη τεχνολογική εμπειρία και σε μια καινούρια οπτική για τον ρόλο των Μαθηματικών. Το «νεογέννητο» - που θα έπαιρνε τελικά το όνομα Φυσική - οικοδομήθηκε πάνω σε δύο βασικές καινοτομίες. Στον «γάμο» της Φιλοσοφίας με τα Μαθηματικά και στην «ανάκριση» της φύσης με συγκεκριμένη μέθοδο. Οι απαντήσεις είχαν πολύ πιο υψηλό βαθμό εγκυρότητας και αυτό έκανε τα ερωτήματα να γίνονται όλο και τολμηρά καθώς κάθε νέα απάντηση άνοιγε ένα παράθυρο για ερώτημα που δεν είχε ποτέ προηγουμένως τεθεί. Ταυτόχρονα είχε αρχίσει να διαφαίνεται ότι η σχετική έρευνα οδηγούσε όχι μόνο στις συγκεκριμένες απαντήσεις αλλά και σε «ανακαλύψεις» σχετιζόμενες με την τεχνολογία οι οποίες θα άλλαζαν όχι μόνο την καθημερινή ζωή του πλάσματος άνθρωπος αλλά και την ίδια την νοοτροπία του. Το ευρωπαϊκό αυτό εγχείρημα ήταν - και εξακολουθεί να είναι -μια σειρά από ταξίδια καθένα από τα οποία αποδείχτηκε πολυτιμότερο και από την ίδια την Ιθάκη του. Κανείς δεν θα μπορούσε να προβλέψει ότι η διαδρομή του Newton για τη δημιουργία ενός μαθηματικού μοντέλου περιγραφής του ηλιακού συστήματος, το ίδιο δηλαδή το ταξίδι του , συνδυαζόμενο με τη μεταγενέστερη θεωρητική ιδέα για ηλεκτρομαγνητικό κύμα, θα οδηγούσε στα GPS του 21^ου αιώνα. Κανείς δεν θα μπορούσε να προβλέψει ότι οι διαδρομές του Ampere θα οδηγούσαν κάποτε σε μίξερ, σε ασανσέρ και στον ευλογημένο -για τα σκληρά καλοκαίρια- ανεμιστήρα του σήμερα, ότι οι σκέψεις και οι απλές κατασκευές του Faraday θα έφερναν μια χωρίς προηγούμενο εξάρτηση του πλάσματος άνθρωπος από τις διάφορες «ΔΕΗ» του πλανήτη, ότι το θεωρητικό σχήμα του Maxwell για το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο θα είχε ως συνέπεια την επιστημονικής φαντασίας – για την εποχή του - εγκαθίδρυση μιας ασύρματης επικοινωνίας που σημαδεύει τη ζωή των ανθρώπων του σήμερα περισσότερο ίσως από οτιδήποτε.

Παράλληλα και ενώ η αρχική επιδίωξη περιείχε την ερμηνεία γεγονότων επίγειων και την περιγραφή των ουρανών, τον 19^ο αιώνα διείσδυσε στην επιστήμη η πανάρχαια – και μέχρι τότε ουσιαστικά στο περιθώριο – ιδέα για έναν Μικρόκοσμο με σωματίδια κινούμενα αδιάκοπα και χωρίς κανένα «γιατί» . . . με πρώτη συνέπεια την οικοδόμηση της επιστήμης Χημεία, η οποία θα πρόσφερε ερμηνεία και πρόβλεψη σε φαινόμενα σχετιζόμενα με το φυσικό περιβάλλον και με την οικολογική αναστάτωση, με βαφές και με φάρμακα, με κρασιά και με απορρυπαντικά, με καλλυντικά και με αξιοποίηση των μετάλλων, με παραγωγή νέων υλικών από το πετρέλαιο, αλλά θα πρόσφερε και το έδαφος για την οικοδόμηση της νεότερης από τις επιστήμες της Βιολογίας.

Το ζήτημα με τους Φυσικούς ήταν ότι με την είσοδο στον 20^ο αιώνα – χωρίς η ανάγκη για έρευνα σε φαινόμενα της καθημερινής εμπειρίας να πάψει να υφίσταται - είχαν χρεωθεί να συνεισφέρουν τόσο στην κατάδυση στους βυθούς του ουρανού που ονομάστηκε Αστροφυσική, όσο και στην για πρώτη φορά διαμόρφωση μιας «Βιογραφίας του Σύμπαντος» αλλά και – κυρίως- να ερευνήσουν τον πυθμένα του σκοτεινού Μικρόκοσμου, αναζητώντας απαντήσεις για τη δομή και τη λειτουργία των σωματιδίων της ύλης που λέγονται στοιχειώδη. Η έρευνα αυτή, η Φυσική υψηλών ενεργειών, δεν μπορούσε πια να λειτουργήσει με μεθόδους σαν εκείνη του J.J. Thomson, στο εργαστήριο στο Cambridge, ο οποίος έφθασε στην «ανακάλυψη» του ηλεκτρονίου με ένα γυάλινο σωλήνα 27 εκατοστών. Η έρευνα δεν μπορούσε να προχωρήσει παρά μόνο με τεράστια projects με χιλιάδες ερευνητές και με κυριολεκτικά πανάκριβη τεχνολογική υποδομή, τα οποία είχαν ανάγκη από πολύ υψηλή χρηματοδότηση. Και τα χρήματα – μια ποσότητα που δεν είχε σχέση με ανάλογα εγχειρήματα του παρελθόντος - έρχονταν πλέον κυρίως από κρατικούς προϋπολογισμούς . Ήταν χρήματα φορολογουμένων και αυτό σήμαινε ότι οι άνθρωποι που σχεδίαζαν και υλοποιούσαν τα σχετικά προγράμματα είχαν και την υποχρέωση να απαντούν σε δύσκολα ερωτήματα του τύπου «γιατί ξοδεύονται τα δισεκατομμύρια των ευρώ για το κυνήγι του μποζονίου Higgs; » Η απάντηση γινόταν ακόμα πιο δύσκολη από τη στιγμή που η έρευνα είχε οδηγήσει και σε αποτελέσματα τύπου Χιροσίμα και Ναγκασάκι, Φουκουσίμα και Τσερνομπίλ . Μια από τις αιτίες της δυσκολίας στο να αρθρωθεί η πειστική απάντηση είναι η απουσία των φιλοσόφων από όλα αυτά τα εγχειρήματα ή ισοδύναμα η ισχνή φιλοσοφική κατάρτιση των ανθρώπων της εργαστηριακής έρευνας.

Και ομολογώ ότι αδυνατώ να διακρίνω μία απάντηση που θα μπορούσε να είναι πειστική. Η οποιαδήποτε ωστόσο προσπάθεια για τη συγκρότηση μιας σχετικής απάντησης θα όφειλε να θυμίσει τις μεγάλες τεχνολογικές ανακαλύψεις που έγιναν και συνεχίζουν να γίνονται στα πλαίσια του «ταξιδιού». Ανάμεσά τους οι μαγνητικοί τομογράφοι με τους υπεραγώγιμους μαγνήτες, το transistor, τα laser, το World Wide Web, οι πηγές νετρονίων, οι διατάξεις αποστείρωσης λυμάτων και τροφίμων . . . Είναι χαρακτηριστικό ότι από τους περίπου 9.000 επιταχυντές που υπάρχουν στον κόσμο σήμερα, μόνο οι 100 περίπου χρησιμοποιούνται για τον αρχικό σκοπό της έρευνας τους στη φυσική των στοιχειωδών σωματίων. Οι υπόλοιποι αξιοποιούνται σε τεχνολογικές εφαρμογές. Από τις τεχνολογικές καινοτομίες που εμφανίστηκαν στον 20^ο αιώνα ΟΥΤΕ ΜΙΑ δεν ήταν αποτέλεσμα μιας συγκεκριμένης έρευνας που απέβλεπε σε αυτήν.

Ο Άλφα: Νομίζω ότι «καλά τα είπαμε» . .

ο Βήτα: Ήταν λίγο δύσκολο να επικοινωνήσουμε. Ελπίζω ωστόσο ότι κάτι καταφέραμε. . .

Παραπομπές .

1. Κβαντικό πεδίο.

Στο πλαίσιο της Κλασικής Μηχανικής το πεδίο είναι μόνο ένας τρόπος για την περιγραφή των αλληλεπιδράσεων.

Στο πλαίσιο της Ηλεκτρομαγνητικής θεωρίας, μετά την παρέμβαση του Μάξγουελ, το 1865, το πεδίο δεν είναι πια μόνο αυτό. Ο Μάξγουελ ήταν ο πρώτος που κατάλαβε ότι το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο μπορεί να υφίσταται όχι μόνο κοντά σε ηλεκτρικά φορτία και μαγνήτες αλλά και σε χώρο ελεύθερο από φορτία και μαγνήτες. Με τις εξισώσεις του έδειξε ότι στον κενό χώρο κάθε ηλεκτρομαγνητικό πεδίο ταξιδεύει με την ταχύτητα του φωτός .

Στα πλαίσια της Κβαντικής φυσικής , κάθε «κβαντικό» πεδίο περιγράφει μια συγκεκριμένη αλληλεπίδραση αν και με τρόπο διαφορετικό από εκείνον του κλασικού πεδίου.

Ένα πεδίο μπορεί να είναι είτε κλασικό πεδίο είτε κβαντικό πεδίο . Στο κλασικό πεδίο οι τιμές της ενέργειας που μεταβιβάζεται – κατά την εξέλιξη μιας αλληλεπίδρασης – μπορεί να είναι οποιεσδήποτε, ενώ στο κβαντικό πεδίο είναι «κβαντισμένες» Η διαφορά περιγράφεται με το ότι στο κλασικό πεδίο το κάθε σημείο του χωρόχρονου χαρακτηρίζεται με αριθμούς . ενώ στο κβαντικό με κβαντικούς τελεστές . Στο κβαντικό πεδίο η λειτουργία του πεδίου περιγράφεται σε κάποια σωματίδια μεσολαβητές, ενώ στο κλασικό αυτό δεν συμβαίνει. Η ηλεκτρομαγνητική αλληλεπίδραση λειτουργεί με το σωματίδιο photon-φωτόνιο, η ασθενής με τα μποζόνια W και Z, η ισχυρή με σωματίδια gluons- γλοιόνια, η βαρυτική με το graviton- βαρυτόνιο

Οι περισσότεροι φυσικοί εκτιμούν ότι όλα τα πεδία είναι κβαντικά πεδία και ότι κάθε κλασικό πεδίο είναι ένα κβαντικό πεδίο σε μια ορισμένη κλίμακα .

2. Η έννοια ΚΒΑΝΤΙΚΟ SPIN

To 1925 δύο νεαροί Ολλανδοί φυσικοί στο Leyden, έκαναν μια εντυπωσιακή πρόταση. Πρότειναν για το ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΟ - που μέχρι τότε ήταν ένα σημειακό αντικείμενο - να θεωρηθεί ότι διαθέτει μια εγγενή στροφορμή λόγω της ιδιοπεριστροφής του, όπως μια σβούρα , όπως η Γη στρέφεται γύρω από τον άξονά της. Στο ζήτημα της τιμής του spin υπήρχε μια καινοτομία. Το spin του ηλεκτρονίου δεν ήταν ακέραιο πολλαπλάσιο της ελάχιστης τιμής ħ αλλά ίσο με ½ ħ . Στα χρόνια που ακολούθησαν η ιδιότητα spin αποδόθηκε στη μεγάλη πλειονότητα των σωματιδίων. Θεωρήθηκαν σβούρες. Ωστόσο το κβαντικό spin το οποίο επεκράτησε ως χαρακτηριστικό της ύπαρξης όλων των σωματιδίων είναι μια έννοια την οποία δεν μπορούμε να οπτικοποιήσουμε βασιζόμενοι σε σβούρες και σε στρεφόμενα μπαλάκια του τένις. Η περιστροφή λόγου χάριν ενός ηλεκτρονίου κατά 360^ο δεν το επαναφέρει στην ίδια κβαντική κατάσταση. Για να συμβεί αυτό θα χρειαστούν δύο πλήρεις περιστροφές . Ο λόγος για τον οποίο αυτό μας φαίνεται παράδοξο είναι ότι επιμένουμε να το θεωρούμε σαν μία σβούρα με άξονα συμμετρίας περί τον οποίο στρέφεται. Σήμερα θεωρούμε ότι τα φερμιόνια όσο και τα μποζόνια έχουν spin αλλά διαφέρουν στις τιμές που επιτρέπεται να έχουν τα spin της μιας οικογένειας και τα spin της άλλης.

3. Η Απαγορευτική Αρχή

Την ίδια περίπου εποχή ο Wolfgang Pauli ήταν ο πρώτος που ισχυρίστηκε ότι οι διαφορετικές ιδιότητες των χημικών στοιχείων οφείλονται στο ότι τα ηλεκτρόνια τους καταλαμβάνουν διαφορετικές κβαντικές στιβάδες.

Τα χρόνια εκείνα , γύρω στα 1925, είχε γίνει αποδεκτό ότι ΚΑΘΕ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΟ ΠΕΡΙΓΡΑΦΕΤΑΙ ΜΕ ΤΟΥΣ ΤΕΣΣΕΡΕΙΣ ΚΒΑΝΤΙΚΟΥΣ ΑΡΙΘΜΟΥΣ. Ο ίδιος ο Pauli , ένας από τους πιο προικισμένους με οξυδέρκεια φυσικούς του 20^ου αιώνα , είχε υποστηρίξει το « ΑΠΑΓΟΡΕΥΕΤΑΙ Η ΣΥΓΚΑΤΟΙΚΗΣΗ» . Δεν μπορούν δύο ηλεκτρόνια του ίδιου ατόμου να έχουν τους ίδιους κβαντικούς αριθμούς. Αυτό ισοδυναμεί με το ότι από τη στιγμή που μια συγκεκριμένη κβαντική κατάσταση είναι ΚΑΤΕΙΛΗΜΜΕΝΗ, τα υπόλοιπα ηλεκτρόνια πρέπει να «καθίσουν» κάπου αλλού.

4. Τα στοιχειώδη σωματίδια. Οι μάζες τους

ΦΕΡΜΙΟΝΙΑ η μάζα σε MeV/c^2			ΜΠΟΖΟΝΙΑ η μάζα σε MeV/c^2
Ηλεκτρόνιο	Electron e	≈ 0,5	Φωτόνιο	Photon γ	0
Νετρίνο e	Neutrino e νe	0	Μποζόνιο W	Boson W W^-	80400
Μιόνιο	Muon μ	≈ 105	Μποζόνιο Ζ	Boson Z Z	91200
Νετρίνο μ	Neutrino μ νμ	< 0,17	Γλουόνιο	Gluon g	0
Ταυ	Tau τ	1777	Βαρυτόνιο	Graviton G	0
Νετρίνο τ	Neutrino τ ντ	<15,5	Μποζόνιο Χιγκς	Boson Higgs H	≈126000
Κουάρκ απ	Up u	≈1,5
Κουάρκ ντάουν	Down d	≈3,5
Κουάρκ τσαρμ	Charme c	≈1160
Κουάρκ στρέιντζ	Strange s	≈70
Κουάρκ μπότομ	Bottom b	≈4130
Κουάρκ τοπ	Top t	≈170000

5. Rolf-Dieter Heuer, ο Γερμανός

Ο Rolf-Dieter Heuer, Ρολφ Ντίτερ Χόιερ, ο Γερμανός, είναι διευθυντής του CERN. Γεννημένος το 1948 στο Bad Boll της Βάδης Βυτεμβέργης κοντά στη Στουτγάρδη, σπούδασε Φυσική στο πανεπιστήμιο της Στουτγάρδης, έκανε phD στο Πανεπιστήμιο της Χαϊδελβέργης και μεταδιδακτορικό στον ανιχνευτή JADE στον επιταχυντή PETRA στο Αμβούργο.

Το 2009 διαδέχτηκε τον μέχρι τότε Γάλλο διευθυντή του CERN Robert Aymar.

6. Fabiola Gianotti, η Ιταλίδα

Η Ιταλίδα , η Fabiola Gianotti, γεννημένη πριν 50 χρόνια, φυσικός από το Πανεπιστήμιο του Μιλάνου,

υπεύθυνη του ATLAS, παίζει και καλό πιάνο.

Φοίτησε σε liceo classico to το οποίο έδινε έμφαση

στην Ιστορία της Τέχνης, στη λογοτεχνία και στις

αρχαίες γλώσσες, και λιγότερο στη Φυσική και στα Μαθηματικά .

Εκείνη ως μαθήτρια έδειξε ενδιαφέρον

για τη φιλοσοφία και για τη μουσική

7. Joe Incandela, ο Αμερικανός

Ο Joe Incandela, υπεύθυνος του CMS, γεννημένος το 1960 στο Bensenville του Illinois, κοντά στο Σικάγο, θέλησε να σπουδάσει Φιλοσοφία, διότι πίστευε και εξακολουθεί να πιστεύει ότι οι σπουδές στη φιλοσοφία σε βοηθουν να μάθεις πώς να σκέπτεσαι. Ακόμα και σήμερα ενθαρρύνω τους φοιτητές μου να παίρνουν όσο γίνεται περισσότερα μαθήματα φιλοσοφίας

8. Υπερσυμμετρία. SUSY

Το 1974 οι φυσικοί – πρωτοπόροι ο Αυστριακός Julius Wess του Ινστιτούτου Max Planck και Ιταλός Bruno Zumino του Berkley- συλλαμβάνουν ένα ακόμα πιο φιλόδοξο πρόγραμμα ενοποίησης, αναζητώντας ένα μοντέλο που θα ΕΝΟΠΟΙΕΙ τα ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ με τις ΔΥΝΑΜΕΙΣ. Το εγχείρημα φαίνεται εφικτό διότι οι ΔΥΝΑΜΕΙΣ, από τη σκοπιά της Κβαντικής Φυσικής, περιγράφονται με ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ-μεσολαβητές.

Πρόκειται για την ΥΠΕΡΣΥΜΜΕΤΡΙΑ, τη SUPERSYMMETRY, στη γλώσσα των φυσικών SUSY μια Θεωρία δηλαδή που δεν προτίθεται να ενοποιήσει ΜΟΝΟ τις τέσσερεις δυνάμεις αλλά την ΟΥΣΙΑ ΤΟΥ ΣΥΜΠΑΝΤΟΣ, δηλαδή την ΥΛΗ/ΜΑΖΑ με τα λεπτόνια και τα κουάρκ, και την ΥΛΗ/ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ με τα φωτόνια, W, Z, γλουόνια, βαρυτόνια και Higgs

Η πρόταση είναι να κοιτάξουμε τα πράγματα και με την ματιά της Κβαντικής Φυσικής και να δεχθούμε την ύπαρξη φερμιονίων και μποζονίων.

[

Η κεντρική ΙΔΕΑ είναι ότι για ενοποιήσουμε Ύλη μάζα και Ύλη/ακτινοβολία θα χρειαστεί να ζευγαρώσουμε

τα ΦΕΡΜΙΟΝΙΑ ( τα σωματίδια της ύλης/μάζας ) με τα ΜΠΟΖΟΝΙΑ, ( τα σωματίδια μεσολαβητές ) και

πρέπει να βρούμε μια νέα ΣΥΜΜΕΤΡΙΑ που θα μεταμορφώνει ένα φερμιόνιο σε μποζόνιο και αντίστροφα.

Αυτή είναι η ΥΠΕΡΣΥΜΜΕΤΡΙΑ. Η αρχική απόπειρα με στόχο να ενώσει μεταξύ τους τα ήδη γνωστά φερμιόνια και μποζόνια απέτυχε. Στη συνέχεια οι φυσικοί αναγκάστηκαν να διπλασιάσουν το πλήθος των γνωστών σωματιδίων ενώνοντας γνωστά φερμιόνια με μποζόνια-πλάσματα της Σκέψης και γνωστά μποζόνια με φερμιόνια-πλάσματα της Σκέψης που δεν είχαν δηλαδή ανιχνευθεί.

Το πρόβλημα με τα ονόματα των πλασμάτων της Σκέψης δεν ήταν τόσο απλό. Για να θυμούνται «ποιος ζευγαρώνει με ποιον» οι υπερσύντροφοι των φερμιονίων δέχτηκαν απλά το πρόθεμα s ( αρχικό της λέξης SUPERSYMMETRY). Εμφανίστηκαν έτσι τα υπερσωματίδια s-electron, s-muon, s-quark και τα υπόλοιπα.

Οι υπερσύντροφοι των μποζονίων βαφτίστηκαν με τρόπο διαφορετικό, Στον δρόμο που είχε κάποτε χαράξει ο Ενρίκο Φέρμι βαφτίζοντας το «τότε σωματίδιο φάντασμα» νετρίνο , μόλο που το νετρίνο δεν είναι βέβαια μποζόνιο. Προστέθηκε δηλαδή η κατάληξη – ino οπότε πήραν τα ονόματα φωτίνο, βαρυτίνο, W-ίνο, Zino, Gluino, higgsino .

SUSY, η ΥΠΕΡΣΥΜΜΕΤΡΙΑ
spin 0	spin ½	spin 1	spin 3/2	spin 2
Higgs, Χιγκς	Higgsino, Χιγκσίνο		Gravitino, Bαρυτίνο	Graviton, Βαρυτόνιο
s- Lepton, σ-Λεπτόνιο	Lepton, Λεπτόνιο
s- Quark, σ-Κουάρκ	Quark, Κουάρκ
	Photino, Φωτίνο	Photon, Φωτόνιο
	Gluino, Γλουίνο	Gluon, Γλουόνιο
	Zino, Ζίνο	Z
	Wino, Γουίνο	W

Οι ερευνητές άρχισαν να αναζητούν με πάθος τα σωματίδια της Susy – που αλλού ; - στους γιγάντιους επιταχυντές. Κανένα, όμως, δεν έχει κάνει ακόμα την «εμφάνισή» του.