Του Βασίλη Σιτρά, εκπαιδευτικού - φυσικού
Δεν θα ξεχάσω το χαμόγελο του καλού συναδέλφου που πλησιάζοντας στο διάλειμμα του μαθήματος με ρώτησε: «Εσύ ξέρεις το μποζόνιο του Χιγκς;». «Όχι», του απάντησα και μου δίνει αμέσως ένα φωτοτυπημένο άρθρο από ένα ρώσικο περιοδικό για τα μαθηματικά και τις επιστήμες. «Διάβασε να μάθεις». Είμαστε στο μακρινό 1997 σε ένα επαρχιακό λύκειο.
Η ερώτηση είχε γίνει από ένα ευφυή μαθητή της Α’ Λυκείου που είχε απορίες για το μυστηριώδες αυτό σωματίδιο. Δεν μπορούσα να φανταστώ ότι χρόνια αργότερα θα ζούσα μια ημερομηνία «ορόσημο'» για τη φυσική: στις 4/7/2012 οι φυσικοί του κέντρου ερευνών CERN ανακοίνωσαν μέσω πανηγυρισμών και χειροκροτημάτων την πειραματική επιβεβαίωση της ύπαρξης του σωματιδίου Χιγκς. Εν μέσω καύσωνα λοιπόν προσπαθώ να απαντήσω σε κάποια ερωτήματα:
Τι είναι το μποζόνιο; Λίγο κακόηχο για μερικούς παίρνει το όνομά του από τον σπουδαίο Ινδό φυσικό Satyendra Nath Bose. Tα μποζόνια είναι μια οικογένεια σωματιδίων που ενώ μπορούν να έχουν μάζα δεν αποτελούν μέλος του κλαμπ του υλικού κόσμου. Χρησιμεύουν για την ερμηνεία των δυνάμεων της φύσης. Για παράδειγμα η δύναμη που ασκείται μεταξύ δύο ηλεκτρονίων (ηλεκτρική δύναμη) περιγράφεται σαν ανταλλαγή ενός φωτονίου (ένα μποζόνιο με μηδενική μάζα!) όπως ακριβώς δύο παίκτες του τένις ανταλλάσσουν την κίτρινη μπάλα.
Τι είναι το μποζόνιο Higgs; Η επικρατέστερη σήμερα θεωρία που ερμηνεύει τον κόσμο, το Καθιερωμένο Πρότυπο, δέχεται ότι τα πάντα στο σύμπαν αποτελούνται από στοιχειώδη σωματίδια. Το Καθιερωμένο Πρότυπο έπασχε από την αρχή σε ένα θεωρητικό κομμάτι: δεν εξηγούσε τις διαφορετικές μάζες των σωματιδίων του! O Βρετανός φυσικός Peter Higgs ο οποίος μαζί με τους Francois Englert, Robert Brout, Tom Kibble, Gerald Guralnik and Carl Hagen. πρότεινε ένα μηχανισμό μέσω του οποία τα στοιχειώδη σωματίδια αποκτούν μάζα. Ο μηχανισμός περιλάμβανε την ύπαρξη ενός πεδίου (πεδίου Χιγκς) που αλληλεπιδρά μέσω μποζονίων με τα σωματίδια και τα δίνει κατά κάποιο τρόπο την επιθυμητή μάζα. Ο Χιγκς θα περίμενε την επιβεβαίωση της ιδέας του...
Γιατί σωματίδιο του Θεού; Μερικοί υποστηρίζουν ότι στο όνομα αυτό οφείλει το μποζόνιο Χιγκς ένα μεγάλο μέρος της δημοσιότητάς του. Η λέξη θεός πάντα προκαλεί το ενδιαφέρον αλλά η αλήθεια για το όνομα αυτό είναι πεζή. Ο φυσικός Leon Lederman θέλοντας να αναφερθεί στο σωματίδιο αυτό πριν την ανακάλυψή του και θέλοντας να τονίσει τις δυσκολίες που είχαν οι φυσικοί για να το βρουν το ονομάζει «καταραμένο». Ο εκδότης του βιβλίου διαφωνεί και προτείνει να φύγει από τον τίτλο το καταραμένο (goddamn) και να μπει σκέτο god (θεός).
Βρέθηκε το σωματίδιο ή μήπως όχι; Οι υπεύθυνοι του κέντρου ερευνών CERN παρά τις επευφημίες και τα χειροκροτήματα στην αναγγελία των αποτελεσμάτων ήταν πολύ προσεκτικοί στις διατυπώσεις τους. Ο ασύλληπτος αριθμός δεδομένων που επεξεργάστηκαν οι 2000 φυσικοί στο CERN έδωσε στο γράφημα των διασπάσεων-αναλαμπών που προδίδουν την ύπαρξη σωματιδίων μια μικρή ανωμαλία, ένα μικρό καρούμπαλο: το χτύπημα της μοίρας (the bump of destiny). Στο CERN έπαιξαν με τη λέξη bump=χτύπημα, ανωμαλία. Εκεί στα 125GeV (γιγα-ηλεκτρονιοβολτ). Αυτή είναι η μάζα του σωματιδίου που προβλέπει η θεωρία.
Η διασπορά των μετρήσεων με τα στάνταρ των επιστημόνων του Cern ηταν στα 5σ (η τυπική απόκλιση για τους μαθηματικούς). Τι σημαίνει αυτό στη πράξη; 1 στα 2.000.000 πιθανότητα ότι κάναμε λάθος!
Τελειώσαμε με το σωματίδιο του θεού; Όχι ακριβώς. Φαίνεται ότι η μεγάλη επιτυχία του πειράματος ήταν η επιβεβαίωση ύπαρξης του αφανή πρωταγωνιστή: του πεδίου Higgs. Ενός παράξενου πεδίου που εξηγεί όμως με πειστικό τρόπο τον αποχωρισμό δύο θεμελιωδών δυνάμεων της φύσης από την αρχική τους ενοποιημένη κατάσταση: της ηλεκτρομαγνητικής δύναμης και της ασθενούς αλληλεπίδρασης.
Πραγματικά μας ενδιαφέρουν όλα αυτά; Όσοι στέκονται κριτικά απέναντι στο εγχείρημα λένε απλά ότι δόθηκε υπερβολικός θόρυβος για μια αμφίβολη επιτυχία. Σε καιρό κρίσης τα δισεκατομμύρια που ξοδεύονται στο CERN είναι πρόκληση. Η ανακοίνωση της 4ης Ιουλίου έγινε για να μην σταματήσει η χρηματοδότηση, όπως ήδη έκανε για το αντίστοιχο Ιταλικό κέντρο πυρηνικών ερευνών η κυβέρνηση Μόντι. Η επιτυχία όμως δεν μετριέται μόνο με την καθαρή γνώση που προκύπτει αλλά και με παράλληλες ωφέλειες που προκύπτουν όπως ο τομογράφος ποζιτρονίων και άλλα. Θα κλείσω με την σκέψη μου σε εκείνο τον παλιό μας μαθητή. Θα ήθελα να ξέρω αν έχει λύσει πλέον τις απορίες του. Κι αν δεν τις έχει λύσει δεν πειράζει.
Κι αν πτωχική την βρεις, η Ιθάκη δε σε γέλασε.
Έτσι σοφός που έγινες, με τόση πείρα,
ήδη θα το κατάλαβες οι Ιθάκες τι σημαίνουν.
(Κ. Καβάφης)
