ახალი ამბებისაკითხავისასარგებლო

მეცნიერებმა სავარაუდოდ „ღვთიური ნაწილაკი” აღმოაჩინეს

ოთხშაბათ დილას (4.06.2012) ჟენევაში გამართულ აუდიენციაზე „ცერნის” გენერალურმა დირექტორმა როლფ ჰოიერმა დაადასტურა, რომ დიდ ადრონულ კოლაიდერზე მომუშავე ორი სხვადასხვა ჯგუფი 99%-ზე მეტითაა დარწმუნებული, რომ აღმოაჩინეს ჰიგსის ბოზონი, იგივე „ღვთიური ნაწილაკი”. ყოველ შემთხვევაში, ეს ნამდვილად არის აქამდე უცნობი ნაწილაკი, რომელიც ზუსტად იქ იყო, სადაც ჰიგსის არსებობას ვარაუდობდნენ.

ნაწილაკმა, რომლის აღმოჩენასაც დიდი ხნის განმავლობაში ცდილობდნენ, შეიძლება შეავსოს ფიზიკის სტანდარტული მოდელი და ახსნას, რატომ აქვთ სამყაროში არსებულ ობიექტებს მასა და აქედან გამომდინარე, საერთოდ რატომ არსებობენ გალაქტიკები, პლანეტები და ადამიანებიც კი.

„ჩვენ აღმოჩენა გავაკეთეთ”, განაცხადა ჰოიერმა. „დავაკვირდით ახალ ნაწილაკს, რომელიც შეესაბამება ჰიგსის ბოზონს.”

შეხვედრაზე იმყოფებოდა 4 თეორეტიკოსი ფიზიკოსი, რომლებმაც დიდი წვლილი შეიტანეს ჰიგსის ბოზონის თეორიის განვითარებაში 1960-იან წლებში, მათ შორის თავად პიტერ ჰიგსიც. განცხადების მოსმენისას ამ უკანასკნელს ცრემლები წამოუვიდა.

მიუხედავად იმისა, რომ განცხადება წინასწარ გაკეთდა, მილიონიდან მხოლოდ ერთია იმის შანსი, რომ ჰიგსის მსგავსი სიგნალი, რომელსაც მეცნიერები დააკვირდნენ, უბრალოდ შემთხვევითობაა.

„ეს საოცრად ამაღელვებელი მომენტია”, ამბობს ფიზიკოსი მაიკლ ტუტსი, რომელიც ATLAS-ის (A Toroidal LHC Apparatus) ექსპერიმენტში, ჰიგსის ბოზონის მაძიებელ ერთ-ერთ პროექტში მუშაობს. იდუმალი ნაწილაკის მაძიებელი მეორე პროექტი ცნობილია, როგორც CMS (Compact Muon Solenoid). აღმოჩენა ამ ორმა ჯგუფმა ერთმანეთისგან დამოუკიდებლად განახორციელა და არცერთ მათგანს არ ჰქონდა ინფორმაცია, რომ მათი კოლეგები იგივე მომენტის ზღვარზე იყვნენ.

„ძალიან საინტერესოა, რომ კონკურენტ ექსპერიმენტს არსებითად იგივე შედეგი ჰქონდა”, განაცხადა ფიზიკოსმა რიშარდ სტროინოვსკიმ, დალასის უნივერსიტეტში დაფუძნებული ATLAS-ის გუნდის წევრმა. „ეს დამატებით ინფორმაციას გვაძლევს.”

„ცერნის” მეთაურმა ჰოიერმა აღმოჩენას „ისტორიული მომენტი” უწოდა, მაგრამ ასევე დაამატა, რომ ფიზიკოსებს გაცილებით მეტი სამუშაო აქვთ წინ, რათა ახლად აღმოჩენილი ნაწილაკის ზუსტი რაობა გაარკვიონ და მისი თვისებები გამოსცადონ. მაგალითად, მიუხედავად იმისა, რომ ჯგუფი დარწმუნებულია, რომ ნაწილაკს ჰიგსის ბოზონის შესაბამისი მასა აქვს, უნდა დადგინდეს, იქცევა თუ არა ის ისე, როგორც „ღვთიურ ნაწილაკზე” ვარაუდობდნენ, შესაბამისად, რა არის მისი როლი სამყაროს შექმნასა და შენარჩუნებაში.

„ვფიქრობ, რომ ჩვენ ყველამ უნდა ვიამაყოთ… და ეს მხოლოდ დასაწყისია”, ამბობს ჰოიერი.

მიღებულმა შედეგებმა ბევრი ფიზიკოსის მოლოდინს მკვეთრად გადააჭარბა, მათ შორის ALICE-ის (A Large Ion Collider Experiment) ბრიტანული თანამშრომლობის ლიდერის, დევიდ ევანსისას. ის ვარაუდობდა, რომ შედეგის სიზუსტე იქნებოდა 4 სიგმიანი, რაც საჭიროა იმისთვის, რომ ახალი ნაწილაკის დაკვირვება ოფიციალურად ჩაითვალოს ნამდვილ აღმოჩენად. „ცერნის” ჯგუფების შედეგი კი 5 სიგმიანი იყო.

„ეს იმაზე უკეთესია, ვიდრე ველოდი. ჩემი აზრით, უკვე შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ჰიგსი აქაა. ის არსებობს” – განაცხადა ბირმინგემის უნივერსიტეტის პროფესორმა ევანსმა.

ATLAS-ის წარმომადგენელმა, ფაბიოლა ჯანოტიმ ქება არ დაიშურა დიდი ადრონული კოლაიდერის (დაკ) მისამართით. დაკ – ეს არის მულტიმილიარდ დოლარიანი მექანიზმი, რომელმაც წარსულში სამწუხაროდ რამდენჯერმე განიცადა ტექნიკური წარუმატებლობა და მარცხი. „დიდი ადრონული კოლაიდერი და მისი მეშვეობით განხორციელებული ექსპერიმენტები სასწაულებს ჩადიან”, აღნიშნა ნაწილაკების შემსწავლელმა იტალიელმა ფიზიკოსმა.

ALICE-ის ლიდერმა ევანსმა დაადასტურა, რომ ის უკიდურესად კმაყოფილია ჰიგსის ექსპერიმენტებით, თუმცა მცირეოდენად იმედგაცრუებულიცაა, რომ შედეგები კიდევ უფრო გასაოცარი არ ყოფილა. „უფრო მეტად აღვფრთოვანდებოდი, ეს რომ რაიმე განსხვავებული ყოფილიყო და არა ისეთი რამ, რასაც სტანდარტული მოდელები წინასწარმეტყველებდნენ. ეს კიდევ ერთხელ მიგვანიშნებდა, რომ წინ კიდევ ბევრი რამ გველის.”

ოთხშაბათს გაკეთებული განცხადება ეფუძნებოდა შედეგებს, რომელიც გასული წლის დეკემბერში გახდა ცნობილი. მაშინ ATLAS-ისა და CMS-ის ჯგუფებმა მიღებულ ინფორმაციაზე დაფუძნებით წამოაყენეს ვარაუდი, რომ ჰიგსის ბოზონის წონა იყო 125 გიგაელექტრონული ვოლტი, რაც დაახლოებით 125-ჯერ მეტია ატომბირთვის დადებითად დამუხტული ნაწილაკის, პროტონის მასაზე.

ჰიგსის ბოზონი ერთ-ერთი უკანასკნელი ნაწილია იმ თავსატეხის ამოსახსნელად, რომლის მეშვეობითაც ფიზიკის სტანდარტული მოდელის სრულად გაგება გახდება შესაძლებელი. ეს მოდელი, რომელიც ჯერჯერობით წარმატებულია, ხსნის, თუ როგორ ურთიერთქმედებენ ფუნდამენტური ნაწილაკები ბუნების ელემენტარულ ძალებთან.

ჰიგსის ბოზონის არსებობის იდეა 1960-იან წლებში წამოაყენა პიტერ ჰიგსმა, რათა აეხსნა, რატომ აქვთ მასა ისეთ ნაწილაკებს, როგორიცაა მაგალითად კვარკი – პროტონის საშენი ბლოკი – და ელექტრონი, ხოლო სხვები, მაგალითად სინათლის მატარებელი ფოტონი მასის გარეშეა. ჰიგსის იდეა ის იყო, რომ სამყარო ჩაძირულია ერთგვარ უხილავ ველში (ამჟამად ცნობილი, როგორც ჰიგსის ველი), რომელიც მაგნიტურ ველს მიაგავს. მას ყველა ნაწილაკი შეიგრძნობს, მაგრამ სხვადასხვა დონეზე.

თუკი ნაწილაკი ჰიგსის ველს ისე გაივლის, რომ საერთოდ არ ექნება მასთან კონტაქტი, ან მხოლოდ მცირე დოზით, ის ან უმასო იქნება, ან ძალიან მცირე წონა მიენიჭება. შესაბამისად, რაც უფრო მჭიდრო კონტაქტი აქვს ნაწილაკს ჰიგსის ველთან, მით უფრო დიდია მისი მასა. ჰიგსის ველის არსებობის დადასტურებისთვის საჭირო იყო შესაბამისი ნაწილაკის, ჰიგსის ბოზონის აღმოჩენა.

სტანდარტული მოდელის მიხედვით, თუკი ჰიგსის ველი არ იარსებებდა, სამყარო გაცილებით განსხვავებული იქნებოდა. ძალიან ძნელი გახდებოდა ატომის ჩამოყალიბება, ვერ შედგებოდა მატერია, რომელიც ამ სამყაროს ქმნის. მოკლედ რომ ვთქვათ, ეს იქნებოდა სამყარო გალაქტიკების, ვარსკვლავების, პლანეტების, სიცოცხლის გარეშე.

დიდი ადრონული კოლაიდერი საფრანგეთისა და შვეიცარიის საზღვარზე, 175 მეტრის სიღრმეზე მდებარეობს. მისი სიგრძე 27 კმ-ია და ოვალური გვირაბის ფორმა აქვს. კოლაიდერში ნაწილაკებს ელექტრონული ველის მეშვეობით ასწრაფებენ თითქმის სინათლის სიჩქარემდე. მაღალი ენერგიის შეჯახებისას იქმნება ფუნდამენტური ეგზოტიკური ნაწილაკები – მათი ნაწილი სამყაროს დასაბამიდან მცირე ხნის შემდეგ აღარ არსებულა. თუმცა ეს უცნაური ნაწილაკები წამის უმცირეს მონაკვეთებში არსებობენ და შემდეგ ტრანსფორმაციას განიცდიან.

თეორია წინასწარმეტყველებს, რომ ჰიგსის ბოზონის არსებობა ძალიან ხანმოკლეა, ამიტომ დიდი ადრონული კოლაიდერის მსგავსი მექანიზმებით მისი დაფიქსირება ძალიან ძნელია. თუმცა ფიზიკოსები ფიქრობენ, რომ შეუძლიათ, ექსპერიმენტში მისი შექმნა დაადასტურონ, თუკი შენიშნავენ იმ ნაწილაკებს, რომლებადაც გარდაიქმნენ. ამჯერად კი დადასტურდა, რომ ჰიგსის ბოზონს, ან მის მსგავს სხვა ნაწილაკს, ნამდვილად აქვს 125-126 გიგაელექტრონული ვოლტის წონა და მეცნიერებს იმის ახსნის საშუალებაც მიეცათ, რატომ ვერ ხერხდებოდა ამდენი ხანი „ღვთიური ნაწილაკის” გამოჭერა.

საქმე იმაშია, რომ მასა იმაზე მეტია, ვიდრე დიდი ადრონული კოლაიდერის წინამორბედებს შეეძლოთ დაფიქსირება. მაგალითად, დიდი ელექტრონ-პოზიტრონული კოლაიდერი 115 გიგაელექტრონულ ვოლტამდე ნაწილაკებს აფიქსირებდა. მეორე მხრივ, 125 გიგაელექტრონული ვოლტი არაა იმდენი, რომ ტრანსფორმაციისას წარმოქმნას უჩვეულო ნაწილაკები, რომლებზე დაკვირვებაც მისი არსებობის უტყუარი მტკიცებულება იქნებოდა.

როგორც ჩანს, ჰიგსის ბოზონი გარდაიქმნება სრულიად ჩვეულებრივ ნაწილაკებად, როგორიცაა მაგალითად კვარკი. დიდი ადრონული კოლაიდერი კი ექსპერიმენტებში მილიონობით კვარკს ქმნის. ALICE-ის ლიდერ დევიდ ევანსის თქმით, ბუნება ძალიან ცუდად ექცევა მათ, რადგან ჰიგსის ბოზონის აღმოსაჩენად საჭირო დიაპაზონამდე შევიწროებისას მიიღეს ზღვარი, რომელზე დაკვირვებაც ყველაზე რთული იყო. მიუხედავად ამ გამოწვევებისა, ხელსაყრელია იმის ცოდნა, რომ ბოზონს აქვს მასა და აღმოჩენილი ნაწილაკი ამ თვისებაში ემთხვევა, განაცხადა ფაბიოლა ჯანოტიმ.

მიუხედავად იმისა, რომ ჰიგსის ბოზონის აღმოჩენა დიდი ადრონული კოლაიდერის შექმნის უმთავრესი მოტივატორი იყო, ნაწილაკების უდიდესი ამაჩქარებელი არ შეწყვეტს ფუნქციონირებას იმ შემთხვევაში, თუკი „ღვთიური ნაწილაკის” აღმოჩენა 100%-ით დადასტურდება. გარდა ამისა, მეცნიერებს წინ აქვთ რამდენიმეწლიანი შრომა, რათა მომდევნო საკითხები ამოიხსნას. მაგალითად, რა ნაწილაკად ტრანსფორმირდება ჰიგსის ბოზონი, როცა ის ენერგიას კარგავს. ამის შემდეგ შეეძლებათ განსაზღვრონ, არის თუ არა ეს ის ნაწილაკი, რომლის არსებობასაც თეორია წინასწარმეტყველებდა, თუ რაიმე უფრო ეგზოტიკურია.

„თუკი ოლიმპიადას შევადარებთ, ჰიგსის ბოზონის აღმოჩენა მხოლოდ ერთი ოქროს მედალის მოპოვებაა”, ამბობს დევიდ ევანსი. „დარწმუნებული ვარ, ბევრ ქვეყანას სურს ერთზე მეტი ოქროს მედალის აღება და ვფიქრობ, ცერნი მომდევნო წლების განმავლობაში გაცილებით მეტ მედალს მოგვიტანს.”

საინფორმაციო წყარო: charliuss.wordpress.com

 

თეგები

მსგავსი ამბები

Back to top button
Close
Close