Γραφική απεικόνιση σύγκρουσης πρωτονίων που παράγει μποζόνιο Χιγκς μέσα στον ανιχνευτή του πειράματος ATLAS του CERN |
«Τα αποτελέσματα είναι προκαταρκτικά, αλλά το σήμα των 5 σίγμα (σ.σ. μία στο εκατομμύριο να πρόκειται για τυχαία και μη σημαντική διακύμανση) στην περιοχή των 125 GeV (σ.σ. δισεκατομμύρια ηλεκτρονιοβόλτ) που παρατηρούμε είναι συνταρακτικό. Πρόκειται για ένα νέο σωματίδιο. Γνωρίζουμε ότι πρέπει να είναι μποζόνιο και είναι το βαρύτερο μποζόνιο που έχει βρεθεί ποτέ. Οι συνέπειες (σ.σ. για τη σωματιδιακή φυσική) είναι πολύ σημαντικές και ακριβώς γι' αυτό το λόγο πρέπει να είμαστε πολύ προσεκτικοί σε όλες τις μελέτες και τους ελέγχους αντιπαραβολής», δήλωσε ο εκπρόσωπος του πειράματος CMS, Τζο Ινκαντέλα.
«Δηλώσαμε πέρσι ότι το 2012 είτε θα βρίσκαμε ένα νέο σωματίδιο, που θα έμοιαζε στο Χιγκς, είτε θα αποκλείαμε την ύπαρξη του σωματιδίου Χιγκς, όπως αυτό προβλέπεται από το Καθιερωμένο Μοντέλο. Με όλη την απαραίτητη επιφύλαξη, μου φαίνεται ότι βρισκόμαστε σε ένα σημείο διακλάδωσης: Η παρατήρηση αυτού του νέου σωματιδίου δείχνει το δρόμο στο μέλλον προς μια πιο λεπτομερή κατανόηση αυτού που βλέπουμε στα δεδομένα», είπε από τη μεριά του ο διευθυντής Ερευνας του CERN, Σέρτζιο Μπερτολούτσι.
Ο πυρήνας του μεγαλύτερου υπεραγώγιμου σωληνοειδούς μαγνήτη, στο CMS, ένα από τα πειράματα του CERN |
Εκτός από τις θεωρίες του πεδίου Χιγκς, υπάρχουν δύο άλλες ομάδες θεωριών που επιδιώκουν να δώσουν εξήγηση στις πειραματικά μετρούμενες μάζες των υποατομικών σωματιδίων. Η μια ομάδα θεωριών προβλέπει την ύπαρξη του μηχανισμού εκδήλωσης της ιδιότητας της μάζας, αλλά όχι του σωματιδίου Χιγκς, ενώ η άλλη προτείνει εντελώς διαφορετικούς, πιο σύνθετους μηχανισμούς. Το γεγονός ότι η θεωρία του Χιγκς προσφέρει την εξήγηση με τις λιγότερες εικασίες, σε συνδυασμό με κάποιες επιβεβαιώσεις παράπλευρων προβλέψεών της, έκανε τους ερευνητές να στρέψουν την προσοχή τους σε αυτήν και να πείσουν τις χώρες που χρηματοδοτούν το CERN να κατασκευάσουν το Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων, μια τεράστια μηχανή ανάλογου κόστους, που θα ήταν ικανή να συνθέσει ένα σωματίδιο Χιγκς. Σ' αυτήν, δύο αντίθετα κινούμενες δέσμες πρωτονίων επιταχύνονται τόσο, ώστε, όταν συγκρουστούν, τα επίπεδα της εκλυόμενης ενέργειας να αντιστοιχούν στο υψηλό ενεργειακό ισοδύναμο της μάζας του σωματιδίου Χιγκς (σύμφωνα με την εξίσωση E=mc2 του Αϊνστάιν). Η σύγκρουση πραγματοποιείται μέσα σε ειδικές συσκευές (ανιχνευτές), που καταγράφουν όλες τις συνθέσεις και διασπάσεις σωματιδίων που προκύπτουν, από τη συντριβή των πρωτονίων.
Στο κέντρο ο Πήτερ Χιγκς, μεταξύ επιστημόνων του CERN, αμέσως μετά τη συνέντευξη Τύπου στις εγκαταστάσεις του Οργανισμού στη Γενεύη, στις 4 Ιούλη |
Οι επιστήμονες αντιλαμβάνονται την ύπαρξη ενός σωματιδίου και καταλαβαίνουν τη φύση του από την τροχιά που εμφανίζει, το χρόνο που διατηρείται μέχρι να διασπαστεί σε άλλα σωματίδια, το είδος των σωματιδίων στα οποία διασπάται κ.λπ. Επειδή μέσα στον καταγραφέα του επιταχυντή συγκρούονται δύο αντίθετα κινούμενα ρεύματα πρωτονίων και όχι δύο μεμονωμένα πρωτόνια, τα συμβάντα που παρατηρούνται είναι πάρα πολλά και χρειάζεται ένα τεράστιο υπολογιστικό σύστημα για να επεξεργαστεί το «βουνό» των παραγόμενων δεδομένων, ώστε να εντοπιστεί η «βελόνα στα άχυρα», ή κάτι που μοιάζει με «βελόνα». Η πολυεπίπεδη επεξεργασία των προκαταρκτικών συμπερασμάτων είναι απαραίτητη μέχρι να βγουν τα τελικά συμπεράσματα, όπως απέδειξε και το πρόσφατο φιάσκο με τα νετρίνα, που υποτίθεται ότι κινούνταν γρηγορότερα από το φως.
Σύγκρουση δεσμών πρωτονίων μέσα στον ανιχνευτή CMS του CERN, από την οποία παράχθηκαν 4 ηλεκτρόνια υψηλής ενέργειας (πράσινες γραμμές και κόκκινοι πύργοι). Το φαινόμενο αυτό που καταγράφτηκε το 2011, δείχνει να έχει τα χαρακτηριστικά που αναμένονται από τη διάσπαση του μποζονίου Χιγκς και συμβαδίζει με τις διαδικασίες που προβλέπει το Καθιερωμένο Μοντέλο. |
Η προσπάθεια να βρεθούν αναλογίες φαινομένων, που συμβαίνουν σε μη άμεσα αντιληπτές περιοχές της φυσικής πραγματικότητας, με φαινόμενα της καθημερινότητας του μακρόκοσμου, εμπεριέχει πάντα κινδύνους υπεραπλούστευσης ή παρερμηνείας. Ωστόσο, συχνά μπορεί να βοηθήσει στην εκλαϊκευμένη παρουσίαση επιστημονικών ανακαλύψεων, που αλλιώς θα παρέμεναν ουσιαστικά απρόσιτες για τους ανθρώπους που δεν έχουν το απαραίτητο επιστημονικό υπόβαθρο.
Το πεδίο Χιγκς μπορεί να παρομοιαστεί με ένα συμπαντικό ωκεανό μέσα στον οποίο υπάρχουν και «κολυμπούν» όλα τα άλλα σωματίδια της ύλης. Τα ζώα της θάλασσας που έχουν πιο υδροδυναμικό σχήμα, όπως ο ξιφίας, συναντούν μικρότερη αντίσταση, επειδή αλληλεπιδρούν λιγότερο με το νερό (το εκτοπίζουν λιγότερο), ενώ άλλα ζώα που δεν έχουν ιδιαίτερα υδροδυναμικό σχήμα κινούνται πιο αργά και με δυσκολία, καθώς αλληλεπιδρούν με μεγαλύτερη ποσότητα νερού. Τα μποζόνια Χιγκς είναι το ανάλογο των μορίων νερού, τα ελαφρά υποατομικά σωματίδια είναι τα υδροδυναμικά θαλάσσια ζώα, που συναντούν μικρότερη αντίσταση και εμφανίζουν μικρότερη μάζα ηρεμίας και τα βαριά υποατομικά σωματίδια εκείνα που συναντούν μεγαλύτερη αντίσταση και έτσι εμφανίζονται να έχουν μεγαλύτερη μάζα. Η αλληλεπίδραση μεταξύ υποατομικών σωματιδίων και μποζονίων Χιγκς δεν έχει να κάνει με το μέγεθος του σωματιδίου, αλλά μόνο με τη φύση του. Ετσι, το ηλεκτρόνιο και το κορυφαίο κουάρκ είναι δύο σωματίδια με περίπου το ίδιο μέγεθος, ωστόσο το πρώτο έχει ελάχιστη μάζα, ενώ το δεύτερο έχει τη μεγαλύτερη μάζα από όλα τα γνωστά σωματίδια (εκατοντάδες χιλιάδες φορές μεγαλύτερη του ηλεκτρονίου).
Η μάζα είναι ένα θεμελιώδες μέγεθος που δείχνει την ποσότητα της ύλης, αλλά δεν είναι αυτή καθαυτή η φιλοσοφική κατηγορία που ονομάζουμε ύλη. Η θεωρία του πεδίου Χιγκς είναι μια ερμηνεία του τρόπου με τον οποίο η ύλη εκδηλώνει την ιδιότητά της, που ονομάζεται μάζα ηρεμίας. Είτε αποδειχτεί οριστικά η θεωρία του πεδίου Χιγκς, είτε αποδειχτεί αύριο σωστή κάποια άλλη θεωρία ερμηνείας της μάζας ηρεμίας των υποατομικών σωματιδίων, με κανένα τρόπο δεν αμφισβητείται η υλικότητα της φυσικής πραγματικότητας. Αντίθετα, η επιστήμη κάνει βήματα στην κατανόηση της αέναα κινούμενης ύλης, έτσι που μεγέθη όπως οι μάζες ηρεμίας των υποατομικών σωματιδίων να μην είναι αριθμοί, που απλώς «έτσι είναι», αλλά να εξηγούνται από τη βαθύτερη δομή της ύλης και εν προκειμένω από την αλληλεπίδραση των υποατομικών σωματιδίων με τα σωματίδια Χιγκς.
Η επιβεβαίωση της ύπαρξης του πεδίου Χιγκς θα είναι μια ακόμα απόδειξη της υλικότητας της αντικειμενικής πραγματικότητας και της δυνατότητας της ανθρώπινης νόησης να την κατανοήσει, μια ακόμα επιβεβαίωση ότι κάθε φαινόμενο που παρατηρείται στη φύση είναι αποτέλεσμα αλληλεπίδρασης υλικών σωματιδίων, συμπεριλαμβανομένων των σωματιδίων ακτινοβολίας (φωτόνια), που σύμφωνα με τη θεωρία έχουν μηδενική μάζα ηρεμίας, αλλά μη μηδενική ορμή.
Η ανακάλυψη ενός άγνωστου σωματιδίου είναι βασική έρευνα και όπως κάθε βασική έρευνα σε αντίθεση με την εφαρμοσμένη, δεν θα έχει άμεση επίπτωση στην παραγωγή και την καθημερινή ζωή. Ομως, όπως επανειλημμένα έχει αποδειχτεί, αργά ή γρήγορα η βασική έρευνα οδηγεί με άμεσο ή έμμεσο τρόπο σε πρακτικές εφαρμογές. Οταν γίνονταν οι πρόοδοι στα θεωρητικά μαθηματικά, που αξιοποίησε αργότερα ο Αϊνστάιν για να διατυπώσει τη θεωρία της Σχετικότητας, κανείς δεν φανταζόταν ότι θα έβρισκαν και τέτοια χρήση. Οταν διατυπωνόταν η θεωρία της Σχετικότητας, κανείς δε φανταζόταν ότι λίγο αργότερα θα συνέβαλε μαζί με άλλες θεωρίες και πειραματικές μελέτες για να γίνει καθημερινότητα η πυρηνική ενέργεια, οι πυρηνικές βόμβες, τα ραδιενεργά ισότοπα για ιατρικούς σκοπούς κ.τ.λ. Η ανακάλυψη ενός νέου σωματιδίου, του φωτονίου, τη δεκαετία του 1920, οδήγησε στα λέιζερ, που βρίσκονται σήμερα σε πληθώρα καταναλωτικών ηλεκτρονικών συσκευών και εργαλειομηχανών, εφαρμογές στη φωτοχημεία, τη μικροσκοπία υψηλής ανάλυσης και σε επιστημονικές προόδους όπου τα συμπυκνώματα Μποζ-Αϊνστάιν, η κβαντική θεωρία πεδίου και η πιθανοκρατική ερμηνεία της κβαντικής μηχανικής.
Η γνώση της ύπαρξης του Χιγκς και των χαρακτηριστικών του θα τροφοδοτήσει μελέτες για άλλα θέματα της φυσικής υποατομικών σωματιδίων, που μπορεί να οδηγήσουν σε ακόμα πιο σημαντικές ανακαλύψεις. Βέβαια, παρά τη σημασία της, η ανακάλυψη του σωματιδίου Χιγκς (εφόσον επιβεβαιωθεί), δεν πρόκειται να δώσει απαντήσεις σε προβλήματα της φυσικής όπως π.χ. η ενοποίηση της κβαντικής χρωμοδυναμικής, της ηλεκτροασθενούς επίδρασης και της βαρύτητας. Το Χιγκς δεν δίνει την απάντηση σε όλα.
Ο Τύπος και γενικότερα τα αστικά ΜΜΕ αναφέρονται στο σωματίδιο Χιγκς, ως «το σωματίδιο του Θεού». Η υιοθέτηση της ονομασίας δεν έχει να κάνει μόνο με το ότι «πουλάει», είναι «πιασάρικο», όπως λέγεται στην αργκό της δημοσιογραφίας. Είναι χαρακτηριστικό δείγμα της ταχυδακτυλουργικής διαστρέβλωσης της πραγματικότητας μπροστά στα μάτια του κόσμου, τηρώντας τη ...δημοσιογραφική δεοντολογία. Δείχνει πώς μέσω της σημειολογίας, μέσω της υιοθέτησης ενός «αθώου» χαρακτηρισμού, που άλλοι έδωσαν και η πλειοψηφία των επιστημόνων απεχθάνεται, τα αστικά ΜΜΕ πετυχαίνουν να εμφανίζουν το μαύρο άσπρο και στην προκειμένη περίπτωση την επιστήμη να επιβεβαιώνει τη θεολογία, αν όχι να γίνεται θεραπαινίδα της. Γιατί οι αστικές γραφίδες ξέρουν ότι στον μη ειδικό, εκείνο που συνήθως θα μείνει μετά από μερικές μέρες είναι ο «πιασάρικος» όρος, ότι το σωματίδιο Χιγκς είναι υπό μία έννοια απόδειξη της θεϊκής παρέμβασης, κάτι σαν την «πνοή» που δίνει ουσία (ζωή) στην ύλη. Με άλλα λόγια, το αντιδραστικό κίνημα του Δημιουργισμού που ντύνει τη θεολογία με το μανδύα της επιστημονικοφάνειας, δεν εμφανίζεται πάντα ως τέτοιο, αλλά λανθάνει και μέσα σε ανύποπτα ρεπορτάζ, ειδήσεις και αρθρογραφία.
Η ονομασία «σωματίδιο του Θεού» («God Particle») για το μποζόνιο Χιγκς διαδόθηκε κυρίως μετά τη χρήση του όρου στον τίτλο βιβλίου εκλαΐκευσης της σωματιδιακής φυσικής, του Αμερικανού φυσικού Λέον Λέντερμαν και με δεδομένο ότι το Χιγκς παίζει κεντρικό ρόλο σε αυτόν τον κλάδο φυσικής και την κατανόηση της δομής της ύλης. Οπως δήλωσε ο συγγραφέας, ήταν δεδομένη η άρνηση του εκδότη να δεχτεί την ονομασία «καταραμένο σωματίδιο» («Goddamned Particle»), που θα ταίριαζε περισσότερο, καθώς αποδείχτηκε πολύ δύσκολο να εντοπιστεί, απαιτήθηκαν γι' αυτό μηχανήματα αξίας πολλών δισεκατομμυρίων ευρώ και δουλειά χιλιάδων επιστημόνων επί δεκαετίες.
Από εντελώς διαφορετική σκοπιά, κριτική στην ονομασία «σωματίδιο του Θεού» άσκησε και η εκκλησία, μέσω άρθρου του μητροπολίτη Πειραιά Σεραφείμ. Αφορμή φαίνεται να ήταν η ερμηνεία από ορισμένα ΜΜΕ του όρου «God Particle» όχι ως «σωματίδιο του Θεού», αλλά ως «σωματίδιο Θεός», που δοθείσας της ευκαιρίας οδήγησε το μητροπολίτη σε επίθεση κατά της δαρβινικής θεωρίας της εξέλιξης, συνολικά της επιστημονικής αντίληψης για τον κόσμο, αλλά και σε εκτιμήσεις του τύπου: «Αν είχε όμως τέτοια ευφυΐα (σ.σ. το σωματίδιο!) γιατί να συνεντευξιάζονται εκ προσώπου του οι συγκεκριμένοι και όχι το ίδιο;».
Πέρα από την έμμεση προσπάθεια μέσω της ονομασίας «σωματίδιο του Θεού», υπάρχει και πιο άμεση απόπειρα να εμφανιστεί η επιστήμη να αποδεικνύει τάχα τα θεολογικά δόγματα. Το Χιγκς μπορεί να παρατηρηθεί μόνο σε πολύ υψηλές ενέργειες, όπως αυτές που επιτεύχθηκαν στο CERN. Τέτοιες ενέργειες, προβλέπει για τις πρώτες στιγμές της συγκρότησης του παρατηρήσιμου σήμερα μέρους του σύμπαντος, η θεωρία της «Μεγάλης Εκρηξης», σύμφωνα με την οποία όλη η ύλη ήταν πριν από 13,75 δισεκατομμύρια χρόνια συγκεντρωμένη σε ένα σημείο απειροελάχιστων διαστάσεων (σημειακή ανωμαλία). Για απροσδιόριστο λόγο το υλικό σημείο εξερράγη τη συγκεκριμένη στιγμή και σχηματίστηκαν τα υποατομικά σωματίδια και στην πορεία τα αστέρια και οι γαλαξίες, που έκτοτε απομακρύνονται μεταξύ τους διογκώνοντας το χώρο, ο οποίος θεωρείται πεπερασμένος. Ενώ υιοθετούν εξωεπιστημονικές αυθαιρεσίες ως βάση της θεωρίας της «Μεγάλης Εκρηξης», οι οπαδοί της θεωρούν εκτός εμβέλειας της επιστήμης ερωτήματα του τύπου: τι υπάρχει έξω από το χώρο και αρνούνται να απαντήσουν. Στην πορεία η θεωρία αυτή, που προϋποθέτει μορφές ύπαρξης της ύλης που δεν έχουν παρατηρηθεί και φυσικά δεν πρόκειται ποτέ να παρατηρηθούν, τροποποιήθηκε με τη λεγόμενη «πληθωριστική φάση», μια φάση εκθετικής διόγκωσης της «φούσκας» του σύμπαντος, που υποτίθεται ότι εκδηλώθηκε λίγες στιγμές μετά την έκρηξη.
Βασικό στοιχείο που οδήγησε στη διατύπωση της θεωρίας της «Μεγάλης Εκρηξης», κυρίαρχο σήμερα αλλά όχι μοναδικό κοσμολογικό μοντέλο, είναι οι αστρονομικές παρατηρήσεις που δείχνουν τους ορατούς σε μας γαλαξίες να απομακρύνονται από τη Γη, όπως τουλάχιστον ερμηνεύονται τα δεδομένα μετατόπισης προς το ερυθρό των φασματικών γραμμών του φωτός τους, με βάση το φαινόμενο Ντόπλερ. Με άλλα λόγια, η Γη επανέρχεται ως το κέντρο του κόσμου. Και ενώ με ευκολία κάνει αποδεκτή την υπόθεση για αόρατη «σκοτεινή ύλη» και «σκοτεινή ενέργεια», ώστε να ερμηνευτούν ανεξήγητες αστρονομικές παρατηρήσεις, που υποδηλώνουν θεωρητικά κενά, η κυρίαρχη κοσμολογία δεν συζητά καν για το ενδεχόμενο ύπαρξης κάποιου άγνωστου παράγοντα, πέραν του φαινομένου Ντόπλερ, που να ευθύνεται για τη μετατόπιση των φασματικών γραμμών.
Η θεωρία της «Μεγάλης Εκρηξης» αφορά το ορατό σύμπαν και όχι ολόκληρο το (άπειρο) σύμπαν, όπως αυθαίρετα την επεκτείνουν ορισμένοι, ενώ προϋποθέτει εξωτικές μορφές ύλης, για τις οποίες η επιστήμη δεν γνωρίζει τίποτα. Ακόμα και η ίδια η θεωρία δεν δίνει καμιά εξήγηση για τις αρχικές συνθήκες, παρά μόνο για την εξέλιξη της ύλης ως τις σημερινές της μορφές. Φυσικά δεν μπορεί να υπάρξει πειραματική απόδειξη για την ύπαρξη της σημειακής ανωμαλίας.
Πρόκειται για θεωρία που από την αρχή περιβλήθηκε (με ευθύνη και ιδεαλιστών επιστημόνων) με το «κουστούμι» της Δημιουργίας και παρουσιάστηκε, ούτε λίγο ούτε πολύ, ως η επιστημονική θεωρία, που δείχνει πώς ο Θεός έδωσε την αρχική ώθηση στον κόσμο, αφού καθόρισε με κάθε λεπτομέρεια τους νόμους λειτουργίας του. Εδώ έρχεται να «κολλήσει» και το «σωματίδιο του Θεού», που τάχα θα μας αποκαλύψει το μυστικό της δημιουργίας, αφού έπαιξε, σύμφωνα με τη θεωρία της «Μεγάλης Εκρηξης», κρίσιμο ρόλο στα πρώτα στάδια σχηματισμού των υποατομικών σωματιδίων «καθορίζοντας» τη μάζα τους.
Η επιστήμη δεν έχει καμία απόδειξη - και ούτε μπορεί να έχει, γιατί είναι εκτός ορίων του αντικειμένου της - ότι το σύμπαν δημιουργήθηκε και δεν προϋπήρχε, σε μια αέναη εξέλιξη και ενδεχομένως εναλλαγή μορφών. Η ύπαρξη του σύμπαντος μπορεί να πάρει μόνο φιλοσοφική απάντηση, είτε αυτή που δίνει η επιστημονική κοσμοθεωρία του διαλεκτικού υλισμού, είτε αυτή που δίνουν οι παραλλαγές της μεταφυσικής και του ιδεαλισμού.
Το οριστικό συμπέρασμα των επιστημόνων του CERN σχετικά με το αν το φευγαλέο σωματίδιο, που παρατηρήθηκε στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων, είναι πράγματι το σωματίδιο Χιγκς, αναμένεται να βγει το ερχόμενο φθινόπωρο.