Το μποζόνιο Higgs ζυγίζει περίπου όσο δυο άτομα χαλκού;

Σύμφωνα με το άρθρο του Ian Sample στον Guardian  - αν αληθεύουν οι φήμες των 126 GeV για την μάζα του σωματiδίου Higgs, τότε αυτό θα ζυγίζει όσο δυο άτομα χαλκού.

Σύγκρουση σωματιδίων όπως καταγράφεται από τον ανινχευτή Atlas στον LHC

Τον περασμένο μήνα, οι επιστήμονες του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων, έλεγαν ότι αν το σωματίδιο Higgs υπάρχει, θα ήταν πιο πιθανό να έχει μια μάζα μεταξύ 114 και 141 GeV (1 GeV είναι περίπου ισοδύναμο με τη μάζα ενός πρωτονίου).

Σύμφωνα με τις διαρροές- φήμες που δημοσιεύθηκαν σε blogs, οι ερευνητικές ομάδες του CERN, ATLAS και CMS, βλέπουν στα πειραματικά τους δεδομένα σήματα που θα μπορούσαν να αντιστοιχούν στο σωματίδιο Higgs με μάζα περίπου 125 GeV – χωρίς όμως η στατιστική τους να είναι αρκετή ώστε να ανακοινώσουν μια επίσημη ανακάλυψη.

Αν οι φήμες αποδειχθούν σωστές τότε το μποζόνιο Higgs ζυγίζει περίπου όσο δυο άτομα χαλκού. Αυτό συμφωνεί με τη θεωρητική πρόβλεψη της θεωρίας που ονομάζεται υπερσυμμετρία, η οποία έχει ως σκοπό την ενοποίηση των τεσσάρων γνωστών δυνάμεων της φύσης – βαρυτικής, ηλεκτρομαγνητικής, ασθενούς πυρηνικής και ισχυρής πυρηνικής.

Ο μηχανισμός Higgs περιγράφει ένα αόρατο πεδίο το οποίο διαχώρισε μια δύναμη σε δύο λίγο μετά την γέννηση του Σύμπαντος. Συγκεκριμένα διαχώρισε την ηλεκτρασθενή δύναμη στην ηλεκτρομαγνητική και την ασθενή πυρηνική που βλέπουμε σήμερα (η ασθενής αλληλεπίδραση εμφανίζεται για παράδειγμα στις ραδιενεργές διασπάσεις β των πυρήνων).

Το πεδίο Higgs διαχωρίζει την ηλεκτρασθενή δύναμη δίνοντας μάζα στα σωματίδια που είναι φορείς της ασθενούς δύναμης (τα μποζόνια W και Z) και αφήνει χωρίς μάζα το σωματίδιο που είναι ο φορέας της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης – το φωτόνιο.

Το μποζόνιο Higgs είναι το κβαντομηχανικό σωματίδιο που σχετίζεται με το πεδίο Higgs.

Η πιο απλή εκδοχή του σωματιδίου περιγράφεται στο Καθιερωμένο Πρότυπο – ένα σύνολο εξισώσεων που εξηγούν πως τα γνωστά σωματίδια αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Όμως υπάρχουν πάρα πολλές και περιπλοκότερες εκδοχές. Κάποιες από αυτές για να αποκλειστούν θα απαιτούσαν τουλάχιστον δέκα χρόνια μετρήσεων και αναλύσεων σύμφωνα με τον Matt Strassler του Πανεπιστημίου Rutgers στο Νιου Τζέρσεϊ.

Το πεδίο Higgs, αν υπάρχει στ’ αλήθεια, είναι υπεύθυνο μόνο για ένα ελάχιστο ποσοστό της μάζας. Περίπου το 98% της μάζας των καθημερινών μας αντικειμένων οφείλεται στην ενέργεια που είναι αποθηκευμένη στα σωματίδια από τα οποία συνίστανται οι πυρήνες των ατόμων – δηλαδή τα quarks που συνδέονται μεταξύ τους με τα gluons (γλοιόνια) στο εσωτερικό των νουκλεονίων (πρωτόνια – νετρόνια).

Το πεδίο Higgs εισάγεται για να δώσει μάζα στα κουάρκ και τα ηλεκτρόνια, αλλά η μάζα αυτή αποτελεί μόνο το ένα ή δυο τοις εκατό της μάζας ενός αντικειμένου.

Αν για παράδειγμα αυτό ζυγίζει 80 κιλά, τότε η μάζα που οφείλεται στο πεδίο Higgs θα είναι μικρότερη από ένα κιλό.

Οι ανακοινώσεις σχετικά με τις αναλύσεις των τελευταίων πειραματικών δεδομένων από τις ομάδες  Atlas και CMS  θα γίνει στις 13 Δεκεμβρίου.