Σωματίδιο Χιγκς: η καταστροφή του Σύμπαντος και ο "ξάδελφος" στους υπεραγωγούς

0
135

Ένα σωματίδιο που σχετίζεται με το μποζόνιο Χιγκς εντόπισαν επιστήμονες για πρώτη φορά μέσα σε υπεραγωγούς, την ώρα που ο διάσημος φυσικός Στήβεν Χόκινγκ προφήτευσε ότι το επονομαζόμενο και «Σωματίδιο Θεός» μια μέρα θα καταστρέψει το Σύμπαν.

To πεδίο Χιγκς εκτείνεται σε όλο το Σύμπαν και είναι αυτό που δίνει τη μάζα στα υπόλοιπα σωματίδια, περιορίζοντας την κίνησή τους στο χώρο: ένα σωματίδιο με μικρή μάζα κινείται σχετικά ανενόχλητο στο πεδίο Χιγκς, ενώ ένα βαρύ σωματίδιο κινείται σαν να βρίσκεται μέσα σε ένα παχύρρευστο υγρό.

Τη στιγμή που εμφανίστηκε το Σύμπαν, τα στοιχειώδη σωματίδια δεν είχαν μάζα. Αυτό άλλαξε ένα τρισεκατομμυριοστό του δευτερολέπτου αργότερα, όταν εμφανίστηκε το πεδίο του Χιγκς, λέει η θεωρία, την οποία πρότειναν τη δεκαετία του 1960 οι Χιγκς και Ενγκλέρ και άλλοι θεωρητικοί φυσικοί.

—Οι παρατηρήσεις στους υπεραγωγούς

Οι υπεραγωγοί είναι σώματα που επιτρέπουν υπό συνθήκες τη διέλευση των ηλεκτρονίων από το εσωτερικό τους δίχως αντίσταση. Εκεί, τα φωτόνια συμπεριφέρονται διαφορετικά από ότι συνήθως. Παρότι δηλαδή έχουν μηδενική μάζα, στο εσωτερικό υπεραγωγών που έχουν ψυχθεί σε θερμοκρασία κοντά στο απόλυτο μηδέν (-273ο Κελσίου) επιβραδύνονται από τις δονήσεις του υλικού και αποκτούν μάζα.

Οι δονήσεις που δίνουν τη μάζα στα φωτόνια υπολογίστηκε ότι είναι μαθηματικά ισοδύναμες με τα σωματίδια Χιγκς. Τέτοιες ακριβώς δονήσεις παρατηρήθηκαν από επιστήμονες, πριν από ένα χρόνο για πρώτη φορά, σε υπεραγωγούς σε θερμοκρασία δωματίου στο πανεπιστήμιο του Τόκιο στην Ιαπωνία.

Οι ερευνητές προκάλεσαν τις κατάλληλες δονήσεις στον υπεραγωγό «χτυπώντας» τον με παλμούς φωτός. Με τον τρόπο αυτό παρήγαγαν τα πρώτα υπεραγώγιμα σωματίδια Χιγκς και έκτοτε μελετούν τις ιδιότητές τους οι οποίες όλα δείχνουν πως συμπίπτουν μαθηματικά με αυτές του μποζονίου Χιγκς.

Οι ομοιότητες στη συμπεριφορά των δύο διαφορετικών σωματιδίων μπορούν να αποβούν επίσης χρήσιμες για τη μελέτη του ίδιου του μποζονίου Χιγκς.

Η μελέτη δημοσιεύεται στο επιστημονικό περιοδικό Science.

—Από το εργαστήριο στο Σύμπαν

Εντωμεταξύ μια νέα διάσταση στη θεωρία του μποζονίου Χιγκς έδωσε ο διάσημος αστροφυσικός Στίβεν Χόκινγκ στον πρόλογο του βιβλίου «Starmus, 50 Years of Man in Space» στο οποίο περιέχονται δοκίμια και διαλέξεις του φεστιβάλ αστρονομίας Starmus που διεξάγεται τα τελευταία χρόνια στα Κανάρια Νησιά.

Ο Χόκινγκ θεωρείται υποστηρικτής της θεωρίας του «κυκλικού Σύμπαντος», σύμφωνα με την οποία βρίσκεται σε κίνηση ένας αέναος κύκλος δημιουργίας συμπάντων.

 

Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία εκτός από τον τρισδιάστατο κόσμο που εμείς βιώνουμε και αντιλαμβανόμαστε υπάρχει και ένας ακόμη τρισδιάστατος κόσμος που δεν μπορούμε να δούμε και να αντιληφθούμε.  Οι δύο κόσμους χωρίζονται από μια τέταρτη διάσταση που λειτουργεί ως ένα αδιαπέραστος κοσμικός φράχτης.

Σε αυτόν τον φράχτη υπάρχει ένα μικρό, κοσμικό ή ασταθές, κενό που υπό συνθήκες μπορεί να επιτρέψει την αλληλεπίδραση των δύο κόσμων με τρόπο τέτοιον που τελικά να οδηγήσει στην αντικατάσταση και τελικά την καταστροφή του δικού μας σύμπαντος.

Η αντικατάσταση των συμπάντων γίνεται μέσω μιας φυσαλίδας, που δημιουργείται στο υπαρκτό Σύμπαν με κβαντικές διακυμάνσεις. Όταν αυτή η φυσαλίδα αρχίζει να μεγαλώνει «καταβροχθίζει» το χώρο, δηλαδή το σύμπαν στο όποιο γεννήθηκε με αποτέλεσμα ένα άλλο σύμπαν να το υποκαταστήσει.

Τη θεωρία της συμπαντικής αστάθειας υποστηρίζει η ανακάλυψη του μποζονίου Χιγκς. Κι αυτό διότι το μποζόνιο διαθέτει ενέργεια 126 δισεκατομμύρια ηλεκτροβόλτ (eV), ή αλλιώς ότι έχει 126 φορές μεγαλύτερη μάζα από το πρωτόνιο. Αυτό σημαίνει ότι το σύμπαν μπορεί να είναι θεμελιωδώς ασταθές αφού για να είναι σταθερό θα έπρεπε (θεωρητικώς) η ενέργεια του μποζονίου Χιγκς να είναι περίπου 130 δισ. eV.

Για αυτό το λόγο ο Χόκινγκ θεωρεί πιθανό ότι η εγγενής αστάθεια του μποζονίου Χιγκς μπορεί να προκαλέσει το τέλος του Σύμπαντός μας.

Ακόμα βέβαια και σε αυτή την περίπτωση η Γη θα έχει ήδη καταστραφεί καθώς σε 4,5 δισ. έτη ο Ήλιος του ηλιακού μας συστήματος  θα βρίσκεται στη φάση του «κόκκινου γίγαντα» και είτε θα μετατρέψει τον πλανήτη μας σε πυρακτωμένο βράχο ή θα διογκωθεί τόσο που  θα τον «καταπιεί».

Η φυσαλίδα από την άλλη πλευρά θα χρειαστεί περί τα δέκα δισεκατομμύρια έτη έως ότου να φτάσει στο ηλιακό μας σύστημα.

econews

Σχόλια