Page 10 - Μποζόνιο Higgs ή σωματίδιο του Θεού;
P. 10
ΑΝΑΛΕΚΤΑ Τεύχος 06 / Το μποζόνιο Higgs / 21 Ιανουαρίου 2013 www.pemptousia.gr
Το ATLAS είναι ένας ανιχνευτής που σκοπό δημιουργηθεί ένα τέτοιο μποζόνιο είναι αρκετά
έχει να εκμεταλλευτεί όλο το φάσμα της φυσικής σπάνιο γεγονός και χρειάζονται εκατομμύρια συ-
που παρέχεται από το Μεγάλο Επιταχυντή Αδρο- γκρούσεις το δευτερόλεπτο, μεταξύ των δεσμών
νίων (LHC). Μετρά τις ενέργειες, τις διευθύνσεις πρωτονίου-πρωτονίου στο LHC. Ακόμα και αν
καθώς και την ταυτότητα των σωματιδίων που δημιουργηθεί είναι δύσκολο να ανιχνευτεί από τα
παράγονται από τις συγκρούσεις των δύο δεσμών προϊόντα διάσπασής του, γιατί μοιάζουν με αυτά
πρωτονίων. Γίνονται γύρω στο 109 συγκρούσεις των γεγονότων του υποστρώματος.
πρωτονίων στο δευτερόλεπτο αλλά καταγράφο-
νται τελικά τα πιο ενδιαφέροντα γεγονότα φυσι- Το Higgs παίζει σημαντικό ρόλο στη θεωρία
κής, περίπου εκατό στο δευτερόλεπτο. του Καθιερωμένου Προτύπου, μια πολύ επιτυχή
θεωρία της φυσικής, που περιγράφει τα στοιχει-
To ATLAS, με έξι διαφορετικά συστήματα ανι- ώδη σωματίδια της ύλης, όπως κουάρκς, λεπτό-
χνευτών, αποτελείται από τρία κύρια μέρη: νια (όπως το ηλεκτόνιο) και τις τρεις θεμελιώδεις
δυνάμεις με τις οποίες αλληλεπιδρούν (ηλεκτρο-
• Τον εσωτερικό ανιχνευτή, που μετρά την μαγνητική, ασθενής και ισχυρή πυρηνική δύναμη)
ορμή του κάθε φορτισμένου σωματιδίου. (όπως φαίνεται στην εικ.3). Το καθιερωμένο πρό-
τυπο σχεδιάστηκε μέσα ένα πλαίσιο γνωστό ως
• Το καλορίμετρο, που μετρά τις ενέργειες Κβαντική Θεωρία Πεδίου η οποία μας δίνει τα
των σωματιδίων. εργαλεία για να χτίσει τις θεωρίες σύμφωνες και
με την Κβαντική Μηχανική και την Ειδική Θεωρία
• Το φασματόμετρο μιονίων, που αναγνωρί- της Σχετικότητας.
ζει μιόνια και μετρά τις ορμές τους. Επίσης, ένα
τεράστιο μανητικό σύστημα βοηθάει στη μέτρηση Στο Καθιερωμένο Πρότυπο, οι μάζες των σω-
της ορμής των φορτισμένων σωματιδίων. ματιδίων προκύπτουν ως αποτέλεσμα των αλ-
ληλεπιδράσεών τους με το πεδίο Higgs. Επίσης,
Το πείραμα ATLAS κάνει έρευνες εκτός από είναι δυνατό να ανιχνευθούν οι διεγέρσεις αυτού
το μποζόνιο Higgs και για τις έξτρα διαστάσεις του πεδίου υπό τη μορφή σωματιδίου, γνωστού
και τα τυχόν υπερσυμμετρικά σωματίδια, σαν συ- ως μποζόνιο Higgs.
στατικά της σκοτεινής ύλης. Στο πείραμα ATLAS
συμμετέχουν περίπου 3.000 φυσικοί από 176 ιν- Με βάση πάντα το Καθιερωμένο Μοντέλο της
στιτούτα και 38 διαφορετικές χώρες σε όλο τον σωματιδιακής Φυσικής, στις πρώτες στιγμές του
κόσμο. Επίσης πάνω από 1.000 φοιτητές εκπο- Κόσμου, τα γνωστά στοιχειώδη σωματίδια, όπως
νούν την διατριβή τους σε αυτό το πείραμα. είναι τα ηλεκτρόνια ή τα κουάρκ απέκτησαν τη
μάζα τους μέσω του μηχανισμού Higgs. Με την
Παρόλο που το LHC και τα δύο βασικά πειρά- προσθήκη μιας μεγάλης ποσότητας ενέργειας σε
ματα ATLAS και CMS κατασκευάστηκαν με τέ- έναν πολύ μικρό χώρο, είναι δυνατός ο εξαναγκα-
τοιο τρόπο, ώστε να ανακαλύψουν το σωματίδιο σμός σε “εμφάνιση” του σωματιδίου Higgs. Με
Higgs, γνωρίζαμε ότι δεν θα ήταν εύκολη υπόθε- άλλα λόγια, πιστεύουμε ότι ολόκληρο το σύμπαν
ση. Πρώτα από όλα δεν γνωρίζαμε την μάζα αυ- διαπερνάται από ένα «πεδίο Higgs», το οποίο
τού του σωματιδίου, αλλά μόνο την περιοχή ενερ- σχετίζεται με ένα τουλάχιστον σωματίδιο, το
γειών όπου θα μπορούσε να βρεθεί. Επίσης, το να μποζόνιο Higgs. Σε αυτό το πλαίσιο, όλα τα σω-
ματίδια της ύλης που
γνωρίζουμε αποκτούν
Εικόνα 3. Στοιχειώδη σωμάτια, οι δυνάμεις και οι φορείς τους μάζα μέσω της αλλη-
λεπίδρασης τους με
αυτό το πεδίο. Κι όσο
περισσότερο αλληλε-
πιδρά ένα σωματίδιο
με το πεδίο Higgs, τόσο
μεγαλύτερη αντίσταση
συναντά στην κίνησή
του και κατά συνέπεια
τόσο μεγαλύτερη μάζα
αποκτά.
Η αλληλεπίδραση
ενός σωματιδίου και
του πεδίου Higgs προ-
σφέρει ένα πλεόνασμα
Σελίδα 10
