נשבר שיא אנרגיית ההתנגשות: במאיץ האירופי מתקרבים לחשיפת חלקיק היגס

מאיץ החלקיקים בז'נווה חידש את פעילותו אחרי הפסקה ממושכת, והמדענים מקווים שעתה יגלו את החלקיק החמקמק או לחילופין יפריכו את קיומו

אסף שטול-טראורינג
שתפו בפייסבוק
שתפו כתבה במיילשליחת הכתבה באימייל
שתפו כתבה במיילשליחת הכתבה באימייל
מעבר לטוקבקיםכתוב תגובה
הדפיסו כתבה
אסף שטול-טראורינג

"יש חשמל באוויר" - כך מתאר הפיזיקאי פרופ' אהוד דוכובני ממכון ויצמן למדע את הלך הרוח בקרב המדענים העובדים במאיץ החלקיקים הגדול ליד ז'נווה בשווייץ. לפני ימים ספורים החל המאיץ לפעול אחרי הפסקה של כחמישה חודשים, תוך שהוא שובר שיא עולמי חדש: חלקיקים תת-אטומיים התנגשו זה בזה במנהרה התת קרקעית של המאיץ ברמת אנרגיה חסרת תקדים של 8 טריליון אלקטרון-וולט - פי ארבעה מהשיא שהחזיק במשך שנים רבות מאיץ הטווטרון האמריקאי, שהושבת באחרונה.

השיא הקודם של המאיץ האירופי היה 7 טריליון אלקטרון-וולט. על אף שמדובר בעלייה צנועה יחסית ברמת האנרגיה, במרכז האירופי לחקר הגרעין (CERN) המשכן את המאיץ, אומרים שרמת האנרגיה החדשה צפויה להגביר באופן ניכר את היכולת לגלות חלקיקים היפותטיים. מעבר לכך, רמת האנרגיה הזאת תאפשר להכריע בשאלת קיומו של חלקיק הבוזון היגס, אולי כבר בקיץ הקרוב.

"עכשיו החיפוש אחרי חלקיק היגס יהיה קל יותר, כי הגברת רמת האנרגיה אמורה להגדיל את התפוקה של ההיגסים", אומר דוכובני, ששותף בקבוצת הניסוי של הגלאי ATLAS במאיץ החלקיקים. רמת האנרגיה שבה נוצרות ההתנגשויות במאיץ החלקיקים קובעת את המסה של החלקיקים שנוצרים בהתנגשויות הללו. ככל שרמת האנרגיה גבוהה יותר, כך ייווצרו חלקיקים כבדים יותר בהתנגשויות, על פי העיקרון הפיזיקלי הנודע של אלברט איינשטיין שמסה ואנרגיה שקולים זה לזה ביחס של E=mc². "המודל שלנו מנבא את כל התכונות של ההיגס חוץ מדבר אחד: המסה שלו", אומר דוכובני, "אבל בהנחה שההיגס קיים, ובהנחה שהוא שייך למודל הסטנדרטי של פיזיקת החלקיקים, אנחנו יודעים מה המסה המקסימלית שיכולה להיות לו, והמאיץ מסוגל עכשיו לכסות את כל התחום שבו הוא אמור להיות. לכן: או שנגלה את ההיגס או שנערער את המודל".

ההכרעה הזאת אמורה להתקבל בשנה הקרובה. תסייע לכך העובדה שבחודשים הקרובים המדענים מתכוונים גם להגביר פי שלושה את בהירות (Luminosity) אלומות הפרוטונים המואצים, כלומר להגדיל באופן משמעותי את ריכוז החלקיקים שמתנגשים במנהרות המאיץ. ככל שיש יותר התנגשויות, כך עולה גם הסיכוי לאירוע נדיר של היווצרות חלקיקים בלתי מוכרים בהתנגשויות.

באחרונה דיווחו מדענים על סימנים ראשונים לקיומו של חלקיק ההיגס, אבל המובהקות הסטטיסטית של האותות שהתקבלו עד כה אינה מספיקה להכרזה על גילוי. "אני חושב שהדיווחים האלה רק מוכיחים את ההתרגשות של המדענים", אומר דוכובני. "בחיים לא דיברנו על סיגנלים כאלה בכזאת ברצינות. בפירוש הקהילה של הפיזיקאים יצאה קצת מדעתה".

לדברי הפיזיקאי פרופ' אליעזר רבינוביץ מהאוניברסיטה העברית, ההתלהבות מהגברת רמת האנרגיה היתה יכולה להיות גדולה יותר אילולא העובדה שהיא עומדת בצל רמת האנרגיה המקורית שתוכנננה למאיץ: 14 טריליון אלקטרון-וולט - 75% יותר מאנרגיית ההתנגשויות הנוכחית.

תקלה שהתרחשה במאיץ ב-2009, שהביאה לעיכוב מתמשך בהתחלת הניסויים, הובילה את מנהלי הפרויקט לנקוט משנה זהירות. "מי שנכווה ברותחים נזהר בפושרין", אומר רבינוביץ, "המטרה היא לעשות הכל כדי שהמאיץ לא ייפגע ולא לדחוף אותו יותר מדי לפני שיצליחו לוודא אם ההיגס של המודל הסטנדרטי קיים או לא". התוכנית כעת היא להמשיך בהאצת הפרוטונים ברמת האנרגיה הנוכחית עד סוף השנה - עד שייווצרו די נתונים לגילוי או הפרכת קיומו של ההיגס. לאחר מכן יושבת מאיץ החלקיקים עד סוף 2014. רק אז תועלה רמת האנרגיה ל-14 טריליון אלקטרון-וולט.

גלאי החלקיקים ATLAS במאיץ האירופי ליד ז'נווה, שווייץ. השיא הקודם של המאיץ היה 7 טריליון אלקטון-וולט, טריליון פחות מהשיא החדשצילום: בלומברג

תגובות

הזינו שם שיוצג באתר
משלוח תגובה מהווה הסכמה לתנאי השימוש של אתר הארץ