Ο κόσμος γύρω μας , ο κόσμος που εμείς βλέπουμε με τις αισθήσεις μας, αποτελείται από άτομα που αποτελούνται από ηλεκτρόνια, πρωτόνια, και νετρόνια. Το ηλεκτρόνιο είναι στοιχειώδες σωματίδιο, αλλά τα πρωτόνια και τα νετρόνια όχι.
Τα νετρόνια είναι σύνθετα σωματίδια και αποτελούνται από 2 κουάρκ down και ένα quark up. Τα πρωτόνια είναι και αυτά σύνθετα σωματίδια και αποτελούνται από δύο κουάρκ up και 1 κουάρκ down. Πρωτόνια νετρόνια και ηλεκτρόνια συνθέτουν τα άτομα και υπάρχουν 117 διαφορετικά στοιχεία (άτομα) που δημιουργούν το σύμπαν, όλα όμως φτιαγμένα από κουάρκ και ηλεκτρόνια. ( Επίσης από την δεκαετία του 30 ακόμα προβλέφθηκε πειραματικά το νετρίνο ηλεκτρονίου, σωματίδιο χωρίς ηλεκτρικό φορτίο που δεν αλληλεπιδρά μετρήσιμα με την ύλη και έχει μάζα σχεδόν μηδενική)
O κόσμος γύρω μας λοιπόν αποτελείται από ηλεκτρόνια, up quark, down quark (άντε και από νετρίνα ηλεκτρονίου). Αλλά εκτός από αυτά τα τρία-τέσσερα στοιχειώδη σωματίδια υπάρχουν άλλα 8 που έχουν ανακαλυφθεί. Υπάρχουν τα μυόνια και τα νετρίνα μυονίου, υπάρχουν τα κουάρκ “παράξενο” και “χαριτωμένο”, υπάρχουν τα σωματίδια ταυ και τα νετρίνα ταυ και τέλος υπάρχουν τα κουάρκ “ψηλό” και “χαμηλό”.
Άρα έχουμε συνολικά έξι κουάρκς (όμως δύο μόνο απο αυτά συναντάμε στον κόσμο μας τον καθημερινό) και άλλα έξι σωματίδια που τα λέμε “λεπτόνια”. Από τα λεπτόνια όμως, όπως είδαμε, στον κόσμο μας τον καθημερινό συναντάμε μόνο το ηλεκτρόνιο.
Υπάρχουν όμως άλλα στοιχειώδη σωματίδια; Ή είναι μόνο αυτά τα δώδεκα; Και που είναι τα φωτόνια; Θα ρωτήσουν οι παρατηρητικοί; Στην πραγματικότητα τα 12 παραπάνω σωματίδια έχουν την γενική ονομασία “Φερμιόνια” .
Το φωτόνιο δεν είναι φερμιόνιο αλλά “μπονζόνιο”
Στα μπονζόνια ανήκουν: Τα φωτόνια οι φορείς δηλαδή του φωτός, τα μπονζόνια W και Z υπεύθυνα για την ασθενή πυρηνική δύναμη, τα γκλουόνια υπεύθυνα για την ισχυρή πυρηνική δύναμη (η δύναμη που κρατά πρωτόνια και νετρόνια μαζί), τα φωτόνια και πλέον τα σωματίδια Higgs
Με δύο απλά και κατανοητά λόγια:
Φερμιόνια: υπακούν στην απαγορευτική αρχή του Παουλί, δημιουργούν σταθερές δομικές μονάδες και κατ επέκταση την ύλη γύρω μας, υπακούν στα κβαντικά φαινόμενα, δημιουργούν κβάντα πεδίων και άρα ύλη
Μπονζόνια: δεν υπακούν στην απαγορευτική αρχή του Παουλί, δεν δημιουργούν κβάντα πεδίων και άρα δεν είναι αυτό που λέμε ύλη.
Θα ρωτήσετε όμως δίκαια, “Ωραία, γιατί όμως η ύλη είναι ύλη; Τι είναι αυτό που την “υλοποιεί" την ύλη;”.
Το σωματίδιο Higgs “υλοποιεί” την ύλη!
Ας το δούμε λίγο αναλυτικότερα. Η μάζα είναι και αυτή ένα χαρακτηριστικό ενός σωματιδίου όπως το ηλεκτρικό φορτίο του. Και όπως άλλα σωματίδια έχουν ηλεκτρικό φορτίο, όπως τα ηλεκτρόνια και τα πρωτόνια ενώ άλλα δεν έχουν όπως τα νετρόνια έτσι και η μάζα είναι μια ιδιότητα ας πούμε “μαζικής” φόρτισης.
Και όπως οι ηλεκτρικές ιδιότητες ενός σωματιδίου γίνονται αντιληπτές μόνο όταν υπάρχει η έννοια ενός ηλεκτρικού πεδίου, υπάρχει κατ’ αντιστοιχία ένα τέτοιο “μαζικό” πεδίο που δημιουργήθηκε και “ενεργοποιήθηκε” τα πρώτα χιλιοστά του δευτερολέπτου μετά το Big Bang.
Το πεδίο Higgs. To πεδίο “μαζικής φόρτισης”. Τρις εκατομμύρια τρις εκατομμυρίων αόρατα σωματίδια Higgs που περιβάλλουν τον κόσμο μας παντού, δημιουργούν το πεδίο μάζας, αυτό που κάνει δηλαδή την ύλη χειροπιαστή.
Στο CERN λοιπόν περιστρέφουμε γύρω-γύρω στον θηριώδη επιταχυντή γνωστά στοιχειώδη σωματίδια και τα κάνουμε να συγκρούονται μεταξύ τους με την ελπίδα να παρατηρήσουμε “συντρίμμια” που γνωρίζουμε από τα θεωρητικά μοντέλα των Φυσικών επιστημόνων ότι είναι “συντρίμμια από σωματίδια Higgs”.
Γιατί μόνο “συντρίμμια”; Διότι, το σωματίδιο higgs είναι εξαιρετικά ασταθές και “αποσυντίθεται″ αλληλεπιδρώντας με τα υπόλοιπα στοιχειώδη σωματίδια δίνοντας διάφορους συνδυασμούς φερμιονίων μπονζονίων, που όμως οι ίδιου συνδυασμοί είναι παράγωγο και άλλων στοιχειωδών σωματιδίων εκτός του Higgs.
Οι “συγκρούσεις” στο εσωτερικό του επιταχυντή δίνουν διαφόρων ειδών συντρίμμια που μπορεί να είναι αποτέλεσμα από συγκρούσεις με Higgs, μπορεί και όχι. Έχει όμως αποδειχθεί επιστημονικά ότι μετά από κάποιον αριθμό πειραμάτων (χιλιάδων επαναλήψεων του ίδιου πειράματος με τα “συντρίμμια” θα υπάρχει μια μικρή αλλά σημαντική διαφορά σε όλο αυτό το “σκουπιδαριό” που θα έχουν συλλέξει οι επιστήμονες που θα αποδεικνύει ότι υπάρχει Higgs. (Είναι σαν να λέμε, όπως, όταν πάρουμε τις βίδες από ένα χαλασμένο βίντεο δεν μπορούμε να αποφασίσουμε εάν ήταν Panasonic, αλλά άμα πάρουμε χιλιάδες βίδες από χιλιάδες βίντεο σε όλο τον κόσμο, από τις βίδες και μόνο θα μπορέσουμε να συμπεράνουμε ότι έστω και ένα βίντεο σε όλο τον κόσμο ήταν ένα χαλασμένο πανασόνικ χωρίς να ξέρουμε ακριβώς ποιο).
Στο CERN πραγματοποιούνταν 40.000.000 συγκρούσεις το δευτερόλεπτο για 5 ολόκληρα χρόνια ώστε να συλλεχθεί ικανός αριθμός πειραματικών δεδομένων.
Με τον τρόπο αυτό, οι επιστήμονες του CERN, επιβεβαίωσαν πειραματικά την ύπαρξη του σωματιδίου Higgs που δημιουργεί το πεδίο Higgs, που δίνει στα φερμιόνια “φόρτιση μάζας” και άρα υλοποιεί τον κόσμο γύρω μας , τον κόσμο που δημιουργήθηκε από το Bing Bang και που πριν την ενεργοποίηση του πεδίου Higgs ήταν ένας κόσμος άυλος.
Γεν. 1,3 καὶ εἶπεν ὁ Θεός· γενηθήτω φῶς· καὶ ἐγένετο φῶς
via
