Πάνω από έναν χρόνο πριν από τη σημερινή ημέρα, επιστήμονες βρήκαν το μποζόνιο του Higgs. Ένα χρόνο μετά, στις 8 Οκτωβρίου, δύο φυσικοί που πριν από πενήντα χρόνια είχαν προβλέψει θεωρητικά την ύπαρξη του σωματιδίου το οποίο είναι υπεύθυνο για την απόδοση μάζας σε όλα τα υπόλοιπα γνωστά σωματίδια του σύμπαντος, πήραν το βραβείο Νόμπελ Φυσικής, το υψηλότερο επιστημονικό βραβείο. Μεγάλη έξαψη έχει ήδη δημιουργήσει η βράβευση για την εύρεση του Higgs, κάτι που θεωρείται ως μια από τις σημαντικότερες ανακαλύψεις για πολλές γενιές, εντούτοις έχει αφήσει τους φυσικούς σε μια ασαφή πορεία για την έρευνα της επόμενης ημέρας. Παρά το γεγονός της ύπαρξης δημοφιλών άρθρων που συχνά περιγράφουν το πώς το Higgs θα μπορούσε να βοηθήσει τους θεωρητικούς να εξερευνήσουν τους παράξενους κόσμους της θεωρίας των χορδών, των πολλαπλών συμπάντων ή της υπερσυμμετρίας, η αλήθεια είναι πως τα στοιχεία για τις ιδέες αυτές είναι από ελάχιστα ως ανύπαρκτα.
Κανείς δεν είναι σίγουρος για το ποιο από τα μοντέλα αυτά, ή οποιοδήποτε άλλο, θα μπορούσε τελικά να περιγράψει την πραγματικότητα. Η τρέχουσα εικόνα του σύμπαντος, το Καθιερωμένο Μοντέλο (Standard Model), υποτίθεται ότι εξηγεί όλα τα γνωστά σωματίδια και τις αλληλεπιδράσεις τους. Αλλά οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι είναι ελλιπές. Τα προβλήματα που υπάρχουν σ’ αυτό χρειάζονται διόρθωση και οι ερευνητές αναζητούν έναν τρόπο να φέρουν εις πέρας το δύσκολο τούτο έργο. Κάποιοι μελετούν τα δεδομένα και προτείνουν να απομακρύνουμε περίεργες ιδέες όπως η υπερσυμμετρία και το πολλαπλό σύμπαν, μοντέλα τα οποία χαρακτηρίζονται από μαθηματική κομψότητα αλλά που στερούνται πειραματικής προοπτικής. Κάποιοι άλλοι, επιθεωρώντας ακριβώς τα ίδια δεδομένα, καταλήγουν στην ακριβώς αντίθετη άποψη.
Για τον κοσμολόγο Neil Turok, η φυσική βρίσκεται σε ένα σημαντικό σταυροδρόμι και κατά μία έννοια έχουμε εισέλθει σε μια περίοδο βαθιάς κρίσης. Η λέξη «κρίση» είναι ιδιαίτερα φορτισμένη στην κοινότητα των φυσικών, φέρνοντας στη μνήμη εποχές όπως οι αρχές του 20ου αιώνα όταν νέες ανακαλύψεις ανέτρεψαν μακρόχρονες πεποιθήσεις σχετικά με τη λειτουργία του σύμπαντος. Τελικά, μια ομάδα νέων ερευνητών έδειξε ότι η κβαντομηχανική ήταν ο καλύτερος τρόπος για να περιγραφεί η πραγματικότητα. Τώρα, όπως και τότε, πολλές παρατηρήσεις δημιουργούν προβληματισμό στους επιστήμονες με κορυφαία μεταξύ τους αυτήν που αναφέρεται ως «Πρόβλημα Ιεραρχίας» (Hierarchy Problem), η οποία με απλούς όρους θέτει το ερώτημα, γιατί η βαρύτητα είναι περίπου 10 τετράκις εκατομμύρια φορές ασθενέστερη από τις άλλες τρεις θεμελιώδεις δυνάμεις του σύμπαντος. Ένα άλλο ζήτημα είναι η ύπαρξη της σκοτεινής ύλης, της αόρατης, μυστηριώδους μάζας που θεωρείτο πως είναι υπεύθυνη για τις περίεργες παρατηρήσεις στην περιστροφή των γαλαξιών.
Η λύση των προαναφερθέντων προβλημάτων ίσως προέλθει από την ανακάλυψη και νέων σωματιδίων, πέρα από το Higgs. Μια θεωρία, η υπερσυμμετρία, πηγαίνει πέρα από το Καθιερωμένο Μοντέλο για να πει ότι κάθε υποατομικό σωματίδιο, τα κουάρκ, τα ηλεκτρόνια, τα νετρίνα, κ.λπ., έχουν ένα βαρύτερο δίδυμο. Κάποια από τα νέα αυτά σωματίδια μπορεί να έχουν τα σωστά χαρακτηριστικά για να εξηγήσουν την επίδραση της σκοτεινής ύλης. Οι μηχανικοί έφτιαξαν τον Μεγάλο Επιταχυντή Ανδρονίων (LHC) για να δουν εάν υπάρχουν τέτοια νέα σωματίδια και ίσως να καταφέρουν να τα δουν το 2014 όταν ο επιταχυντής φτάσει σε υψηλότερα επίπεδα ενέργειας, αλλά για την ώρα δεν έχει προκύψει τίποτε νεώτερο παρά μόνο το Higgs.
Στην πραγματικότητα, το ίδιο το Higgs φαίνεται ότι είναι τμήμα του προβλήματος. Το σωματίδιο αυτό ήταν το τελευταίο κομμάτι στο πάζλ του Καθιερωμένου Μοντέλου. Όταν οι επιστήμονες το ανακάλυψαν στον LHC είχε τη μάζα των 125 GeV, που είναι περίπου 125 φορές βαρύτερο από ένα πρωτόνιο, ακριβώς αυτό που προβλεπόταν από την καθιερωμένη φυσική. Αυτό έπεσε σαν βόμβα. Αν και ευτυχείς με το γεγονός ότι το σωματίδιο ήταν τελικά εκεί, πολλοί επιστήμονες είχαν ωστόσο ελπίσει ότι θα προέκυπτε να είναι παράξενο και ότι θα αψηφούσε τις προβλέψεις τους με κάποιον τρόπο, ώστε να δώσει μια νύξη για το ποια μοντέλα εκτός του Καθιερωμένου είναι σωστά. Ωστόσο είναι συνηθισμένο, σε βαρετό βαθμό.
Όλο αυτό σημαίνει ότι η σιγουριά για την υπόθεση της υπερσυμμετρίας καταρρέει, όπως υποστηρίζει ο Tommaso Dorigo που είναι Φυσικός σωματιδίων στον LHC. Σε μια δημοσίευση σε blog εξηγεί με χιουμοριστικά πορνογραφικό τρόπο το πώς τα ευρήματα του LHC απέκλεισαν τμήμα των αποδείξεων που υπάρχουν για την υπερσυμμετρία. Αργότερα, έγραψε ότι πολλοί φυσικοί στο παρελθόν θα στοιχημάτιζαν ακόμα και τα αναπαραγωγικά τους όργανα στην ιδέα ότι θα εμφανιζόταν υπερυμμετρικά σωματίδια στον LHC. Το ότι τα πειράματα στον επιταχυντή απέτυχαν να βρουν κάτι μέχρι στιγμής έχει προσγειώσει πολλούς ερευνητές, όπως αναφέρει.
Πράγματι, όταν οι διοργανωτές ενός εργαστηρίου για το Higgs στη Μαδρίτη τον περασμένο μήνα ρώτησαν φυσικούς εάν θεωρούν ότι το LHC θα μπορούσε τελικά να βρει άλλα σωματίδια πέραν του μποζονίου του Higgs, το 41 τοις εκατό απάντησε όχι. Στην ερώτηση για το πώς θα επιλυθούν τα γνωστά προβλήματα του Καθιερωμένου Μοντέλου οι απαντήσεις κάλυπταν όλο το φάσμα. Χειρότερα τα πήγε η θεωρία χορδών με τα τρία τέταρτα των ερωτηθέντων να απαντάει πως δε νομίζουν ότι θα έδινε την έσχατη απάντηση για την ενοποιημένη φυσική.
Μια πιθανότητα ήρθε στο προσκήνιο, τέτοια που ακόμα και οι φυσικοί δεν αρέσκονται να τη σκέφτονται. Ίσως το σύμπαν να είναι ακόμα πιο περίεργο από ότι νομίζουμε. Τόσο περίεργο, που ακόμα και τα μεταγενέστερα μοντέλα από το Καθιερωμένο δεν θα μπορούσαν να το εξηγήσουν. Κάποιοι φυσικοί έχουν ξεκινήσει να αναρωτιούνται εάν το σύμπαν μας είναι φυσικό. Αυτό βρίσκεται στην καρδιά του ερωτήματος, γιατί η πραγματικότητά μας έχει τις ιδιότητες που έχει, δηλαδή ότι είναι γεμάτη από κουάρκ και ηλεκτρισμό και μια συγκεκριμένη ταχύτητα φωτός.
Το πρόβλημα αυτό, η φυσικότητα ή μη του σύμπαντός μας, μπορεί να παρομοιαστεί με ένα αλλόκοτο νοητικό πείραμα. Υποθέστε ότι μπαίνετε σε ένα δωμάτιο και βρίσκετε ένα μολύβι που ισορροπεί εντελώς κάθετα στηριζόμενο στη μύτη του. Αυτό θα ήταν μια αρκετά αφύσικη κατάσταση για το μολύβι διότι οποιαδήποτε έστω και μικρή εκτροπή θα το έκανε να πέσει. Αυτή η εικόνα αντιπροσωπεύει το πώς οι φυσικοί έχουν βρει να είναι το σύμπαν: μια χούφτα σχετικώς καλορυθμισμένων θεμελιωδών σταθερών που παράγουν την πραγματικότητα που βλέπουμε.
Μια φυσική εξήγηση θα έδειχνε το γιατί το μολύβι στέκεται στη μύτη του. Ίσως υπάρχει ένα πολύ λεπτό νήμα που το κρατάει από το ταβάνι και που δεν μπορείτε να το δείτε εκτός εάν πλησιάσετε πολύ κοντά. Η υπερσυμμετρία θα μπορούσε να είναι μια τέτοιου είδους φυσική εξήγηση, καθώς εξηγεί τη δομή του σύμπαντος μέσω αοράτων, για την ώρα, σωματιδίων.
Αλλά υποθέστε τώρα ότι υπάρχουν άπειρα δωμάτια με άπειρους αριθμούς από μολύβια. Ενώ πολλά από τα δωμάτια θα είχαν μολύβια που θα είχανε πέσει, είναι σχεδόν σίγουρο πως τουλάχιστον σε ένα δωμάτιο το μολύβι θα ισορροπούσε τέλεια. Αυτή είναι η ιδέα πίσω από τα πολλαπλά σύμπαντα. Το σύμπαν μας δεν είναι παρά το ένα από πολλά και τυγχάνει να είναι αυτό που οι νόμοι της φυσικής τυγχάνει να είναι στην κατάλληλη κατάσταση ώστε τα άστρα να καίνε υδρογόνο, οι πλανήτες να δημιουργούν σφαίρες και στις επιφάνειές τους να εξελίσσονται πλάσματα σαν κι εμάς.
Η ιδέα των πολλαπλών συμπάντων έχει ωστόσο δύο προβλήματα. Πρώτον, οι φυσικοί αναφέρονται σ’ αυτήν σαν μια μη φυσική εξήγηση επειδή είναι κάτι που έχει συμβεί κατά τύχη. Και δεύτερον, δεν υπάρχει κανένα πραγματικό αποδεικτικό στοιχείο για την ισχύ της και δεν έχουμε μέχρι στιγμής κανένα πείραμα που θα μπορούσε να ελέγξει την υπόθεση αυτή.
Έτσι για την ώρα οι φυσικοί βρίσκονται ακόμα στο σκοτάδι. Μπορούμε να δούμε ασαφή περιγράμματα μπροστά μας αλλά κανείς δεν ξέρει τη μορφή που θα πάρουν όταν τα φτάσουμε. Η εύρεση του Higgs παρείχε το μικροσκοπικότερο ίχνος φωτός. Αλλά μέχρι να βρεθούν κι άλλα δεδομένα, απλά δεν αρκεί.
esoterica-pathfinder
0 σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου