בואו לגלות את עמוד הכתבה החדש שלנו
 

טרם ביצעת אימות לכתובת הדוא"ל שלך. לאימות כתובת הדואל שלך  לחצו כאן

לקרוא ללא הגבלה, רק עם מינוי דיגיטלי בהארץ  

רשימת קריאה

רשימת הקריאה מאפשרת לך לשמור כתבות ולקרוא אותן במועד מאוחר יותר באתר,במובייל או באפליקציה.

לחיצה על כפתור "שמור", בתחילת הכתבה תוסיף את הכתבה לרשימת הקריאה שלך.
לחיצה על "הסר" תסיר את הכתבה מרשימת הקריאה.

החלקיק האלוהי לא לגמרי רצוי במאיץ בשווייץ

שיטוט במסדרונות התת-קרקעיים מגלה שיש מדענים שלא רוצים למצוא את "בוזון היגס". לטענתם, דווקא כך יתגלה מבנה חדש של פיזיקת החלקיקים

תגובות

מאז החלה התקשורת העולמית לעקוב אחר פעילות מאיץ החלקיקים הגדול בשווייץ, לפני שנים ספורות, שמו של חלקיק אחד שב ועולה לכותרות: הבוזון היגס. הוא מוצג כפסגת שאיפותיהם של המדענים במרכז המחקר CERN, משכנו של המאיץ. ההיגס, שנודע גם בכינוי "החלקיק האלוהי", שהדביק לו חתן פרס נובל לאון לדרמן, הוא אחד מחתיכות הפאזל האחרונות החסרות במודל הסטנדרטי של פיזיקת החלקיקים.

לאורך המאה ה-20 פותח המודל הסטנדרטי כמערך תיאוריות שמתייחסות לשלושה מתוך ארבעת כוחות היסוד שהפיזיקה מונה: הכוח האלקטרומגנטי, הכוח הגרעיני החלש והכוח הגרעיני החזק. הוא אושש פעמים רבות ומקובל על מרבית המדענים, אבל גם מקפל בתוכו כמה בעיות בלתי פתורות, כמו העובדה שהוא אינו מתייחס לכוח היסוד הרביעי, כוח הכבידה. בעיה נוספת היא שעדיין לא התגלה החלקיק המסביר - על פי המודל הסטנדרטי - מאיפה מקבלים החלקיקים המוכרים את המסה שלהם. זהו חלקיק ההיגס, וכעת רק נותר למצוא אותו.

אף ששמו של ההיגס כבר הולך לפניו, מדענים בסר"ן לא תמיד ממהרים לומר שגילוי החלקיק המפורסם עומד בראש סדר העדיפויות שלהם. יש גם חוקרים שמספרים שהם מעדיפים שחלקיק ההיגס כלל לא יתגלה.

"אני כבר יכול לראות את כותרות העיתונים במקרה שלא נגלה את ההיגס: 'מיליארדים הושקעו, דבר לא התגלה'", אומר מנכ"ל CERN, רולף הויר, בשיחה במשרדו. אי גילוי ההיגס, הוא מסביר, "עשוי להיות מעניין יותר. אם נגלה את ההיגס אז אוקיי, יש לנו תגלית. אם לא נגלה אותו, איננו יודעים מה עוד יש שיכול לעשות את התפקיד שההיגס אמור לעשות. אבל אנחנו יודעים ממדידות קודמות שבטווח האנרגיה של מאיץ החלקיקים, התופעה הזו, שמעניקה מסה לחלקיקים, חייבת להתקיים". כלומר, משהו צפוי להתגלות, יהיה זה ההיגס או משהו אחר, שמעניק מסה לחלקיקים.

הפיזיקאי פרופ' רבינוביץ מהאוניברסיטה העברית מסביר כי "אם קיים חלקיק היגס, אז ייסתם משהו שהיה חסר במודל הסטנדרטי. אבל מצד שני, זה יהיה סטנדרטי. אם לא יימצא ההיגס, זה הרבה יותר מרתק, כי זה אומר שבעצם יש משהו אחר שמתחזה להיגס ושמתנהג כאילו ההיגס קיים. אם נוכל לקרוע את המסכה מהדבר הזה ונראה מתחתיו מבנה חדש לפיזיקה, מבנה שלא צפינו, אז מבחינתנו זה הרבה יותר מעניין".

הנהלת CERN הודיעה באחרונה שההתנגשויות במאיץ החלקיקים יאפשרו את גילויו של חלקיק ההיגס, או לחלופין יפסלו את עצם קיומו, בתוך שנתיים. זאת, עקב שני שדרוגים משמעותיים בפעילות המאיץ: רמת האנרגיה שבה מתנגשים החלקיקים הועלתה ל-7 טריליון אלקטרון-וולט, מה שמאפשר יצירת חלקיקים כבדים וחמקמקים יותר, כמו ההיגס. גם רמת הבהירות (מספר הפרוטונים שמואצים לקראת התנגשויות) הועלתה באופן משמעותי; ככל שהבהירות גדולה יותר, גדלים גם סיכויי ההתנגשות בין הפרוטונים, וככל שיש יותר התנגשויות, גם עולה הסיכוי לאירוע נדיר של גילוי חלקיקים חדשים.

אף שרוב המדענים במאיץ ודאי יהמרו על כך שההיגס צפוי להתגלות בטווח האנרגיה של מאיץ החלקיקים - שדומה לטווח המסה החזוי לחלקיק על פי המודל הסטנדרטי - רולף הויר מגלה שכבר החל להכין את הגופים הממנים של CERN למשמעות של אי גילוי החלקיק. "להסביר לאנשים שאם לא גילית משהו בכל זאת מדובר בהצלחה - זה דבר קשה", הוא אומר.

אי קיומו של ההיגס יעניק עבודה רבה לתיאורטיקנים, שיידרשו למצוא לו תחליף, ואולי גם יעסיק את הדוברות של CERN. אבל מציאת ההיגס בטווח המסה שחוזה המודל הסטנדרטי עשויה להיות פחות מרעישה מגילוי חלקיקים אקזוטיים אחרים: תגלית זו תאשש את המודל הסטנדרטי המקובל ולא תעניק כל רמז על משהו שנמצא מעבר למודל.

"אני אוהב להשוות את המודל הסטנדרטי לחדר בלי חלונות, ובחדר הזה יש דלת ועליה השלט 'היגס'", אומר הפיזיקאי הבריטי ג'ון אליס, מבכירי המדענים בסר"ן. "שאלת המפתח היא אם אנו יכולים לפתוח את הדלת הזאת ולראות מה יש בצדה השני. ייתכן שאין שם דבר, והחדר הוא כל מה שיש, אבל אני חושב שרובנו מצפים שיהיה משהו מעבר לדלת".

הפיזיקאי פרופ' אהוד דוכובני ממכון ויצמן שמשתתף בקבוצת המחקר של גלאי ATLAS במאיץ החלקיקים אומר שאם ההיגס לא ייחשף "זה יהיה יותר מעניין", לתיאורטיקנים, אבל לנסיונאים כמותו זו אכזבה: "לנו זה יהיה המון עבודה כדי לא לדווח על כלום. בספרי ההיסטוריה של הפיזיקה אולי תיכנס שורה שמאיץ החלקיקים הגדול לא הצליח למצוא את ההיגס, אבל יהיה נחמד יותר לראות שמדדנו, הראנו, הצלחנו".

בין שההיגס יתגלה ובין שלא, החוקרים משליכים את יהבם על גילויים שיובילו את הפיזיקה אל מעבר למודל הסטנדרטי. למשל, חלקיק שיבסס לראשונה את תורת הסופר-סימטריה. לפי תיאוריה זו, שלא זכתה עד כה לא לאישוש ניסויי, לכל חלקיק שמוכר במודל הסטנדרטי יש חלקיק תאום ביקום. מטרת המאיץ היא בין היתר לחשוף את אחד החלקיקים האלה.

"סופר-סימטריה היא סיפור אחר לחלוטין מההיגס, כי כאן מדובר במשהו שהוא באופן מובהק מעבר למודל הסטנדרטי", אומר אליס. "התיאוריה יכולה לתת פתרון לבעיית החומר האפל (שמהווה כרבע מהמסה ביקום, ושקיומו מחויב על פי תצפיות ומודלים קוסמולוגיים אך מעולם לא נצפה באופן ישיר - אש"ט) ואולי לפתור חידות אחרות. אם סופר-סימטריה תתגלה במאיץ החלקיקים, נלך לשתות שבוע שלם, ואם הנשיא שמעון פרס ירצה לשוב לביקור נוסף ב-CERN, אני איאלץ לשים על הדלת שלי שלט 'עסוק' כדי שאוכל לחשוב לעומק על ההשלכות".

תיאוריה נוספת ששואפת להתעלות על המודל הסטנדרטי, אך זקוקה לאישוש במאיץ, היא תיאוריית המיתרים. בדומה לסופר-סימטריה, תיאוריה זו מנסה ליצור מסגרת תיאורטית משותפת לכל ארבעת כוחות היסוד והחלקיקים המוכרים. לשם כך היא מניחה שיש בנמצא ממדים נוספים מעבר לאלו המוכרים לנו - אולי עד כדי שישה ממדים נוספים.

תורת הסופר-סימטריה אחראית לאינספור מודלים ותחזיות תואמות, ותורת המיתרים מוסיפה אפשרויות אקזוטיות לתגליות.

לאור כל האפשרויות הללו, כמעט כל המדענים במאיץ החלקיקים מפגינים ביטחון רב שמשהו - יהא אשר יהא - יתגלה, ויפתח פרק חדשה בפיזיקה המודרנית. "כאשר ספינתו של קולומבוס התקרבה לאמריקה, המלחים התחילו לראות ציפורים. אז הם ידעו שהם מתקרבים ליבשת", אומר דוכובני. "גם אנחנו במין אוקיינוס כזה, ויש לנו אינדיקציה על יבשת גדולה מאוד שניצבת קצת מעבר לאופק. אנחנו יודעים שמאיץ החלקיקים הגדול ייקח אותנו לשם, ואנחנו לא יודעים מה נראה שם. זו הרפתקה אמיתית והמתח הוא אמיתי. אתה יושב ליד המסך, אתה מריץ את התוכנית ואומר: אולי אני אהיה האדם הראשון לראות את ההיגס או חלקיק סופר-סימטרי. אתה עושה עוד בדיקה ועוד בדיקה, ואתה לא הולך לישון", אמר דוכובני.



תגובות

דלג על התגובות

בשליחת תגובה זו הנני מצהיר שאני מסכים/מסכימה עם תנאי השימוש של אתר הארץ

סדר את התגובות
*#
בואו לגלות את עמוד הכתבה החדש שלנו