Οι περισσότεροι θα έχετε ακούσει για την ανακάλυψη του σωματιδίου Higgs στο Ευρωπαϊκό Εργαστήριο Πυρηνικών Ερευνών CERN. Πόσοι όμως γνωρίζετε για την πορεία που οδήγησε στην πρόταση για την ύπαρξη αυτού του σωματιδίου και το πώς συνδέεται η ανακάλυψη αυτή με την ύπαρξη νέας φυσικής;
Στη φύση γνωρίζουμε τέσσερεις θεμελιώδεις δυνάμεις, οι τρεις απ’ τις οποίες περιγράφονται πλήρως απ’ το λεγόμενο Καθιερωμένο Πρότυπο. Αυτές είναι η ηλεκτρομαγνητική (υπεύθυνη για όλα τα ηλεκτρικά και μαγνητικά φαινόμενα), η ισχυρή πυρηνική δύναμη (που συγκρατεί τους πυρήνες των ατόμων συνδεδεμένους μεταξύ τους) και η ασθενής πυρηνική δύναμη (που είναι υπεύθυνη για τη ραδιενέργεια).
Τι σχέση έχουν τα παραπάνω με το σωματίδιο Higgs; Η απάντηση βρίσκεται σε ένα βασικό χαρακτηριστικό των θεμελιωδών δυνάμεων και το πώς αυτές περιγράφονται στο Καθιερωμένο Πρότυπο. Κοινό χαρακτηριστικό των δυνάμεων αυτών είναι ότι διαδίδονται με την ανταλλαγή στοιχειωδών σωματιδίων που ονομάζονται μποζόνια.
Το μποζόνιο φορέας της ηλεκτρομαγνητικής αλληλεπίδρασης είναι το φωτόνιο. Πολλά φωτόνια μαζί αποτελούν τα γνωστά σε όλους μας ηλεκτρομαγνητικά κύματα, όπως το φως που βλέπουμε απ’ τον ήλιο. Μπορεί να φαίνεται περίεργο αλλά τα ίδια ακριβώς σωματίδια ανταλλάσονται μεταξύ των πόλων δύο μαγνητών και προκαλούν την έλξη ή άπωση μεταξύ τους. Αντίστοιχα, οι φορείς της ισχυρής αλληλεπίδρασης είναι οκτώ μποζόνια που ονομάζονται γκλουόνια. Όπως και τα φωτόνια έτσι και τα γκλουόνια έχουν μηδενική μάζα.
Είναι τυχαίο πως τα φωτόνια και τα γκλουόνια έχουν μηδενική μάζα; Η απάντηση είναι όχι. Στα πλαίσια του Καθιερωμένου Προτύπου όλες οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ των θεμελιωδών σωματιδίων προκύπτουν από θεμελιώδεις συμμετρίες της φύσης. Οι συμμετρίες αυτές θέτουν πολύ ισχυρούς περιορισμούς στις ιδιότητες των θεμελιωδών δυνάμεων: καθορίζουν πλήρως το πώς τα μποζόνια αλληλεπιδρούν μεταξύ τους κι επιβάλουν στα μποζόνια να έχουν μηδενική μάζα.
Διαβάστε περισσότερα:
http://www.indeepanalysis.gr/episthmes/to-higgs-htan-mono-h-archh
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου