A fi sau a nu fi? Răspunsul pentru misteriosul boson Higgs va fi aflat în 2012

La sediul Large Hadron Collider (LHC), puternicul accelerator de particule deţinut de Centrul European pentru Cercetare Nucleară (CERN) în apropiere de Geneva, fizicienii încearcă să descopere, cu ajutorul unor coliziuni, urme ale prezenţei bosonului Higgs, considerat veriga lipsă care le-ar permite să valideze Modelul Standard, o teorie a structurii fundamentale a materiei, elaborată în urmă cu aproape 40 de ani.

"Ştim aproape tot despre bosonul Higgs, cu excepţia faptul că există", a declarat Rolf Heuer, prezentând, luni, într-o conferinţă de presă cele mai recente rezultate obţinute de LHC, lansat ca şi Fermilab din Chicago, în cursa de detectare a celebrului boson.

"În timpul a două experimente au existat câteva fluctuaţii care ne intrigă", posibile semne care preced o descoperire, a rezumat Heuer, evocând o "perioadă captivantă" pentru fizicienii specializaţi în ştiinţa particulelor sub-atomice, reuniţi în cadrul unui congres la Grenoble. "Trebuie să fim însă prudenţi", a insistat el.

În centrul celui mai puternic accelerator de particule din lume, numărul coliziunilor "a crescut de 20 de ori de anul trecut şi până în acest an", a declarat directorul general CERN, reamintind faptul că LHC se află "abia la începuturile sale".

LHC, în care fascicule de protoni se ciocnesc cu altele venite din sens contrar, într-un tunel lung de 27 de kilometri, şi-a reînceput activitatea în 2009, după o problemă tehnică apărută la scurt timp de la inaugurare, în toamna anului 2008.

Până la sfârşitul anului 2012, numărul de coliziuni va creşte de 10 ori, asigurând o putere statistică suficient de mare pentru obţinerea unei descoperiri ştiinţifice.

"Pentru bosonul Higgs, întrebarea shakespeariană - a fi sau a nu fi? - ar putea fi tranşată la sfârşitul anului viitor", a lăsat de înţeles directorul CERN. "Dacă vom descoperi bosonul Higgs, modelul standard al particulelor elementare va fi complet. Dacă nu îl găsim, Modelul Standard va avea o problemă", a adăugat Heuer. Însă, în ambele cazuri, va fi vorba de o descoperire importantă.

Fizicianul britanic Peter Higgs a postulat în 1964 existenţa bosonului care îi poartă numele, o particulă sub-atomică, instabilă, numită şi "a lui Dumnezeu", crucială pentru înţelegerea fizicii actuale, pe care mulţi au studiat-o fără să o fi văzut vreodată, a cărui masă dă masa celorlalte particule. Bosonul ar îngreuna deplasarea acestora, ca şi cum acele particule ar fi "lipite" de câmpul lui acţiune.

Absenţa bosonului Higgs ar constitui "o mare gaură" în teorie, ce va trebui "umplută", o sarcină care va implica LHC, un dispozitiv capabil să-i conducă pe fizicieni "pe un teritoriu necunoscut", afirmă Heuer.

Fizicienii se aşteaptă deja să depăşească cadrul teoriei Modelului Standard, care ar putea totuşi să rămână valabilă ca o "aproximare" pentru energiile joase. Astfel, fizica lui Newton va continua să se aplice la viteze joase, în timp ce relativitatea lui Einstein este indispensabilă pentru vitezele înalte.

Materie neagră, energie neagră, antimaterie, noi particule supersimetrice - numeroase enigme rămân de rezolvat de către fizicieni dincolo de căutarea bosonului Higgs.

Soarele, stelele, planetele, galaxiile şi în general materia vizibilă, detectată, reprezintă doar 4-5% din univers. Materia neagră şi energia neagră, de natură necunoscută, formează restul universului.

Aflat într-un tunel de 27 de kilometri, la 100 de metri adâncime sub graniţa franco-belgiană, LHC foloseşte circa 1.200 de magneţi superconductori pentru a dirija razele de protoni şi pentru a le face să circule în interiorul tunelului cu viteza luminii. În plus, în anumite regiuni ale tunelului, razele de protoni intră în coliziune cu energii enorme.

În locurile în care au loc ciocnirile se află aparatură specială care măsoară interacţiunea razelor de protoni pentru a descoperi informaţii care ar putea impinge mai departe frontierele cunoaşterii.

Cei patru detectori principali din cadrul LHC sunt Atlas, Compact Muon Solenoid (CMS), Alice şi LHCb. Atlas şi CMS sunt detectori multifuncţionali, în timp ce Alice şi LHCb sunt proiectaţi pentru cercetări ştiinţifice specifice.

Inginerii au repornit LHC pe 20 noiembrie 2009, la 14 luni după producerea a două pene succesive, la câteva zile de la inaugurarea oficială a acestuia, pe 10 septembrie 2008. Prima pană a avut loc la 48 de ore după lansarea acceleratorului, în timp ce cea de-a doua, foarte gravă, a provocat distrugerea a 53 de magneţi, care au necesitat reparare sau înlocuire. Celebrul dispozitiv ştiinţific a fost oprit pe 19 septembrie 2008.

În perioada în care LHC a fost reparat, noi sisteme de securitate au fost instalate de-a lungul acestui cilindru de 27 de kilometri.

Construirea LHC a necesitat peste 12 ani, mobilizând peste 7.000 de fizicieni şi investiţii de circa 3,76 miliarde de euro.