2013-10-06 05:00:05
Οι εμπνευστές του μποζονίου Χιγκς είναι οι επικρατέστεροι υποψήφιοι για το βραβείο Νόμπελ Φυσικής που θα ανακοινωθεί την ερχόμενη εβδομάδα, καθώς με την πειραματική εύρεση του το 2012 επιβεβαιώθηκε ο μηχανισμός που είχαν προτείνει για το πώς αποκτά μάζα η ύλη. Ωστόσο, σύμφωνα με δύο φυσικούς το συγκεκριμένο σωματίδιο μπορεί να δώσει λύση και σε άλλα μυστήρια της κοσμολογίας.
Σε μια εργασία που δημοσιεύουν στο περιοδικό Physical Review Letters, οι Sean Tulin και Geraldine Servant από το πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν και το Ερευνητικό Ινστιτούτο της Καταλονίας αντίστοιχα, υποστηρίζουν πως το σωματίδιο Χιγκς κατείχε ένα ρόλο κλειδί στο πρώιμο Σύμπαν, όντας υπεύθυνο για την ασυμμετρία που παρατηρείται σήμερα στη φύση μεταξύ ύλης και αντιύλης.
Σύμφωνα με την όσα γνωρίζουμε μέχρι σήμερα, το γεγονός πως στο Σύμπαν φαίνεται να υπερισχύει δραματικά η ύλη έναντι της αντιύλης είναι ανεξήγητο καθώς μαθηματικά τουλάχιστον θα έπρεπε να υπάρχουν ίσες ποσότητες ύλης και αντιύλης.
Η ύπαρξη της αντιύλης βρέθηκε θεωρητικά από το βρετανό φυσικό Paul Dirac τον προηγούμενο αιώνα, κι έκτοτε έχει επιβεβαιωθεί πειραματικά από τους επιταχυντές σωματιδίων. Για κάθε σωματίδιο ύλης υπάρχει το αντίστοιχο σωματίδιο αντιύλης, με ίδια μάζα και κβαντικές ιδιότητες, αλλά αντίθετο ηλεκτρικό φορτίο (στην περίπτωση που έχει φορτίο). Ενώ τα σωματίδια ύλης έχουν θετική ενέργεια, τα σωματίδια αντιύλης έχουν αρνητική.
Σήμερα θεωρείται πως το σωματίδιο Χιγκς δεν έχει το δικό του αντισωματίδιο, όμως το Καθιερωμένο Πρότυπο της Κοσμολογίας επιτρέπει την ύπαρξη μποζονίων αντι-Χιγκς όταν το Σύμπαν ήταν ακόμη πολύ νεαρό.
Σύμφωνα με τους δύο ερευνητές, η ασυμμετρία μεταξύ του συγκεκριμένου σωματιδίου με το αντισωματίδιό του ήταν υπεύθυνη για την επικράτηση της ύλης στο Σύμπαν. Στο δικό τους μοντέλο, υπάρχει ένας μηχανισμός που ευνοεί τη δημιουργία σωματιδίων Χιγκς και οδηγεί στην επικράτηση της ύλης έναντι της αντιύλης. O μηχανισμός αυτός καλείται Χιγκσογένεση (Higgsogenesis), και έχει υπάρξει στο παρελθόν αντικείμενο μελέτης και άλλων επιστημόνων.
Περαιτέρω, προτείνουν πως εάν το σωματίδιο Χιγκς αλληλεπιδρά με τη σκοτεινή ύλη, δημιουργώντας για παράδειγμα σωματίδια σκοτεινής ύλης όταν διασπάται, θα μπορούσε να είναι υπεύθυνο και για την αναλογία ύλης με σκοτεινή ύλη που παρατηρούμε σήμερα στο Σύμπαν (περίπου 1 προς 6).
Αυτό το τελευταίο σημείο είναι μια καλή ευκαιρία για πειραματική απόδειξη της θεωρίας των δύο επιστημόνων, καθώς αν πράγματι το Χιγκς διασπάται σε σωματίδια σκοτεινής ύλης, αυτό θα μπορεί να επιβεβαιωθεί από τα πειράματα στον επιταχυντή σωματιδίων LHC στη Γενεύη.
Καθώς όμως οι ανιχνευτές δεν μπορούν να εντοπίσουν άμεσα τα σωματίδια σκοτεινής ύλης, μια τέτοια ανακάλυψη θα έρθει με έμμεσο τρόπο, βρίσκοντας πως κάποια σωματίδια Χιγκς δημιουργήθηκαν και απλά εξαφανίστηκαν. Για να γίνει αυτό θα χρειαστούν ακόμη κάποια χρόνια ερευνών στον τεράστιο όγκο δεδομένων του LHC.
naftemporiki
Σε μια εργασία που δημοσιεύουν στο περιοδικό Physical Review Letters, οι Sean Tulin και Geraldine Servant από το πανεπιστήμιο του Μίσιγκαν και το Ερευνητικό Ινστιτούτο της Καταλονίας αντίστοιχα, υποστηρίζουν πως το σωματίδιο Χιγκς κατείχε ένα ρόλο κλειδί στο πρώιμο Σύμπαν, όντας υπεύθυνο για την ασυμμετρία που παρατηρείται σήμερα στη φύση μεταξύ ύλης και αντιύλης.
Σύμφωνα με την όσα γνωρίζουμε μέχρι σήμερα, το γεγονός πως στο Σύμπαν φαίνεται να υπερισχύει δραματικά η ύλη έναντι της αντιύλης είναι ανεξήγητο καθώς μαθηματικά τουλάχιστον θα έπρεπε να υπάρχουν ίσες ποσότητες ύλης και αντιύλης.
Η ύπαρξη της αντιύλης βρέθηκε θεωρητικά από το βρετανό φυσικό Paul Dirac τον προηγούμενο αιώνα, κι έκτοτε έχει επιβεβαιωθεί πειραματικά από τους επιταχυντές σωματιδίων. Για κάθε σωματίδιο ύλης υπάρχει το αντίστοιχο σωματίδιο αντιύλης, με ίδια μάζα και κβαντικές ιδιότητες, αλλά αντίθετο ηλεκτρικό φορτίο (στην περίπτωση που έχει φορτίο). Ενώ τα σωματίδια ύλης έχουν θετική ενέργεια, τα σωματίδια αντιύλης έχουν αρνητική.
Σήμερα θεωρείται πως το σωματίδιο Χιγκς δεν έχει το δικό του αντισωματίδιο, όμως το Καθιερωμένο Πρότυπο της Κοσμολογίας επιτρέπει την ύπαρξη μποζονίων αντι-Χιγκς όταν το Σύμπαν ήταν ακόμη πολύ νεαρό.
Σύμφωνα με τους δύο ερευνητές, η ασυμμετρία μεταξύ του συγκεκριμένου σωματιδίου με το αντισωματίδιό του ήταν υπεύθυνη για την επικράτηση της ύλης στο Σύμπαν. Στο δικό τους μοντέλο, υπάρχει ένας μηχανισμός που ευνοεί τη δημιουργία σωματιδίων Χιγκς και οδηγεί στην επικράτηση της ύλης έναντι της αντιύλης. O μηχανισμός αυτός καλείται Χιγκσογένεση (Higgsogenesis), και έχει υπάρξει στο παρελθόν αντικείμενο μελέτης και άλλων επιστημόνων.
Περαιτέρω, προτείνουν πως εάν το σωματίδιο Χιγκς αλληλεπιδρά με τη σκοτεινή ύλη, δημιουργώντας για παράδειγμα σωματίδια σκοτεινής ύλης όταν διασπάται, θα μπορούσε να είναι υπεύθυνο και για την αναλογία ύλης με σκοτεινή ύλη που παρατηρούμε σήμερα στο Σύμπαν (περίπου 1 προς 6).
Αυτό το τελευταίο σημείο είναι μια καλή ευκαιρία για πειραματική απόδειξη της θεωρίας των δύο επιστημόνων, καθώς αν πράγματι το Χιγκς διασπάται σε σωματίδια σκοτεινής ύλης, αυτό θα μπορεί να επιβεβαιωθεί από τα πειράματα στον επιταχυντή σωματιδίων LHC στη Γενεύη.
Καθώς όμως οι ανιχνευτές δεν μπορούν να εντοπίσουν άμεσα τα σωματίδια σκοτεινής ύλης, μια τέτοια ανακάλυψη θα έρθει με έμμεσο τρόπο, βρίσκοντας πως κάποια σωματίδια Χιγκς δημιουργήθηκαν και απλά εξαφανίστηκαν. Για να γίνει αυτό θα χρειαστούν ακόμη κάποια χρόνια ερευνών στον τεράστιο όγκο δεδομένων του LHC.
naftemporiki
ΜΟΙΡΑΣΤΕΙΤΕ
ΔΕΙΤΕ ΑΚΟΜΑ
ΕΠΟΜΕΝΟ ΑΡΘΡΟ
Πωλούσαν ναρκωτικά μέσα στο νοσοκομείο της Λάρισας
ΣΧΟΛΙΑΣΤΕ
