Το μποζόνιο Higgs

Το μποζόνιο Higgs μπορούμε να το φανταστούμε με ιδιότητες αόρατης διαστημικής κόλλας που υπάρχει στο Σύμπαν και τις κολλητικές του ιδιότητες τις μεταφέρει με διαφορετική ένταση, δηλαδή με διαφορετική ΜΑΖΑ στα διάφορα σωμάτια του Standard Model.

Το επινόησε ο φυσικός Peter Higgs το 1964.

Η ύλη του Σύμπαντος συγκροτείται από τα στοιχειώδη σωματίδια και οι φυσικοί έχουν διαπιστώσει ότι τα σωματίδια αυτά έχουν άλλο μεγαλύτερη και άλλο μικρότερη αδράνεια η οποία εμφανίζεται στις μετρήσεις ως μεγαλύτερη ή μικρότερη μάζα. Το ερώτημα παραμένει: Τι είναι αυτό που διαφοροποιεί τη μάζα τους; Το σωμάτιο που επινόησε ο Peter Higgs, περπατώντας στα σκοτσέζικα Highlands, από το 1964, είναι άραγε η απάντηση;

Το μποζόνιο Higgs είναι υποθετικό στοιχειώδες σωματίδιο (με μάζα) το οποίο προβλέπεται από το Standard Model. Και είναι το ΜΟΝΟ από τα προβλεπόμενα από τη Θεωρία αυτή σωματίδια που δεν έχει μέχρι σήμερα ανιχνευθεί . Αυτό οφείλεται ΚΑΙ στο ότι η δημιουργία του απαιτεί ένα τεράστιο ποσό ενέργειας και ανίχνευση σε συνθήκες εργαστηρίου. Σύμφωνα με τη θεωρητική πρόβλεψη δεν έχει δικό του spin γι αυτό και κατατάσσεται στα μποζόνια.

Το σωμάτιο Higgs έχει ένα ρόλο κλειδί στο Standard Model δεδομένου ότι ο ρόλος του είναι να προσφέρει ερμηνεία σε ένα από τα αναπάντητα αινίγματα, δηλαδή την προέλευση της μάζας όλων των άλλων στοιχειωδών σωματιδίων και ιδιαίτερα τη διαφορά ανάμεσα στο άμαζο φωτόνιο και στα βαριά μποζόνια W και Z που ευθύνονται για την ασθενή αλληλεπίδραση.

Εάν η ύπαρξή του αποδειχθεί, θα έχει μια ιδιαίτερη σημασία στη δομή του Κόσμου.

Στην Ηλεκτρασθενή θεωρία είναι αυτό που δημιουργεί τις μάζες των άλλων σωματιδίων αλλά και τη διαφορετικότητα που έχει διαπιστωθεί ανάμεσα στις μάζες ηλεκτρονίου, μιονίου και ταυ όσο και μεταξύ των διάφορων κουάρκ. Και το ερώτημα παραμένει μέχρι σήμερα αναπάντητο :

Το μποζόνιο Higgs ίσως μπορέσει να εξηγήσει και γιατί η βαρυτική αλληλεπίδραση είναι τόσο ασθενής σε σχέση με τις άλλες τρεις.

Το μποζόνιο αυτό του Higgs αναζητείται για να επιβεβαιώσει το STANDARD MODEL και είναι επικηρυγμένο με τα δισεκατομμύρια ευρώ και δολάρια που έχουν στοιχίσει οι αντίστοιχοι επιταχυντές στη Γενεύη και στο Σικάγο γιατί είναι ένα ακόμη βασικό στοιχείο στο ψηφιδωτό που φτιάχνεται για τη δομή του κόσμου με βάση το Standard Model.

1964. Η ΣΚΕΨΗ ΤΟΥ HIGGS

Θα μπορούσε βέβαια κανείς να ρωτήσει «ποια δεδομένα ΚΑΘΟΔΗΓΗΣΑΝ, το 1964, ΤΗ ΣΚΕΨΗ ΤΟΥ Peter Higgs στην επινόηση του σωματιδίου;»

Κατά τη δεκαετία του 1960 κατά την οικοδόμηση της Θεωρίας για την ενοποίηση της Ηλεκτρομαγνητικής δύναμης με την Ασθενή, οι φυσικοί υποστήριξαν ότι η ΑΣΘΕΝΗΣ δύναμη μεταφέρεται από τρία σωματίδια ΜΕΓΑΛΗΣ ΜΑΖΑΣ, το W⁺ το W^- και το Z, ενώ ήταν ήδη αποδεκτό ότι η ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗ δύναμη μεταφέρεται με το ΜΗΔΕΝΙΚΗΣ ΜΑΖΑΣ φωτόνιο.

Η βασική ιδέα 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 W⁺ το W^- και το Z σε σχέση με τη μηδενική του φωτονίου.

Η επόμενη ιδέα ήταν ότι για να μπορέσει να λειτουργήσει το μοντέλο πρέπει τα τρία σωματίδια να έχουν μάζα ( ηρεμίας ) μηδενική και να αποκτούν τη μεγάλη μάζα τους χάρη σε ένα ΜΗΧΑΝΙΣΜΟ, ο οποίος επέτρεπε τη ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΜΑΖΩΝ.

Τρεις ακόμα γονιμες ιδέες έκαναν την εμφάνισή τους την ίδια εκείνη εποχή

Η πρώτη – από τον Yoichiro Nambu – ήταν ότι «στο Σύμπαν είναι δυνατόν να συμβαίνουν ΑΥΘΟΡΜΗΤΕΣ ΡΗΞΕΙΣ ΣΥΜΜΕΤΡΙΑΣ, οι συνέπειες των οποίων είναι η δημιουργία σωματιδίων με μάζα».

Η δεύτερη ιδέα ήταν ότι κάθε ΡΗΞΗ Συμμετρίας συντελείται με κάποιον περιγραφόμενο ΜΗΧΑΝΙΣΜΟ

Η τρίτη από τις ιδέες ήταν ότι ο μηχανισμός αυτός λειτουργεί με κάποια άγνωστα Στοιχειώδη ΣΩΜΑΤΙΔΙΑ τα οποία δεν πρέπει να έχουν spin.

To 1964, εμπνεόμενος και από το έργο του Nambu, o 35χρονος τότε Βρετανός φυσικός Reter Higgs , ΠΡΟΤΕΙΝΕ ΕΝΑΝ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟ ο οποίος επέτρεπε τη ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΜΑΖΩΝ . Ο μηχανισμός αυτός σύμφωνα με την περιγραφή του από τον Higgs έπρεπε να λειτουργεί με ένα άγνωστο σωματίδιο, τα οποία θα χαρακτηρίζονταν αργότερα «σωματίδιο Higgs».

Τρία χρόνια αργότερα ο Steven Weinberg και ο Abdus Salam,

εφάρμοσαν τον μηχανισμό του Higgs ΓΙΑ ΝΑ ΠΡΟΣΔΙΟΡΙΣΟΥΝ ΤΙΣ ΜΑΖΕΣ ΤΩΝ ΤΡΙΩΝ ΣΩΜΑΤΙΔΙΩΝ ΣΤΗΝ ΗΛΕΚΤΡΑΣΘΕΝΗ ΘΕΩΡΙΑ, αλλά 41 χρόνια αργότερα το σωμάτιο του Higgs παραμένει «ασύλληπτο».

Ανδρέας Ιωάννου Κασσέτας

.