Opinie w świecie nauki o restarcie i dorobku LHC
Tego rodzaju opinie słyszeliśmy całkiem często jeszcze przed pierwszym startem LHC w 2008 r.
Wielki akcelerator zdążył od tego czasu: zainaugurować działalność, poważnie się zepsuć, znów zacząć działać, odkryć bozon Higgsa i nieco innych cząstek, aby w końcu ogłosić przerwę na renowację, która właśnie dobiega końca.
Ostrzeżenie Hawkinga pojawiło się w przedmowie do nowej książki "Starmus", w której zebrano wykłady znanych naukowców i astronautów.
"Potencjał cząstki Higgsa ma pewną niepokojącą właściwość - cząstka ta może stać się metastabilna przy energiach powyżej 100 mld gigaelektronowoltów", martwi się światowej sławy fizyk.
"Może to oznaczać, że Wszechświat może doświadczyć katastrofalnego rozpadu próżni w bąbel próżni prawdziwej, rozszerzającej się z prędkością światła. To grozi nam w każdym momencie i nie bylibyśmy w stanie tego nawet zobaczyć."
W tej sytuacji, rozpad czasoprzestrzeni i koniec znanego nam Wszechświata nie będzie dla nas zanadto odczuwalny, gdyż dziejąc się w ułamku sekundy, nie da nam nawet szansy, byśmy zdążyli jęknąć…
Oczywiście o ile w ogóle się zdarzy, bo Hawking nie musi mieć racji - zwłaszcza, że ostatnio bardziej znany jest z kontrowersyjnych wypowiedzi niż z nowych koncepcji naukowych. Tak czy owak, badacze nie są zadowoleni z wypowiedzi Hawkinga, bo straszenie opinii publicznej nie sprzyja dobremu klimatowi wokół prac naukowych, a zwłaszcza wokół ich finansowania.
Nastrój wyczekiwania
"Dla niektórych odkrycie cząstki Higgsa to był koniec", ocenia w jednym z wywiadów prof. Colin Jessop (2), znany fizyk z Uniwersytetu Notre Dame, nie mając na myśli końca w rozumieniu Hawkinga. "Dla fizyków oznaczał jednak raczej początek wszystkiego."
"Dlaczego zaproponowaliśmy pojęcie ciemnej materii? Ponieważ nie umieliśmy wytłumaczyć całości masy Wszechświata," mówi dr Swagato Banerjee z Uniwersytetu w Wisconsin. "Mechanizm powstawania masy wyjaśnia nam jedynie cząstka Higgsa.
Jeśli więc ciemna materia należy do świata fundamentalnych składników materii, musi wchodzić z nią w interakcje, aby uzyskiwać masę, o której wiemy." Teraz, przed kolejnym rozruchem, jak przyznał dyrektor generalny CERN, Rolf-Dieter Heuer (3), w kompleksie panuje radosne podniecenie i nastrój wyczekiwania.
"Przez ostatnie osiemnaście miesięcy wykonaliśmy dużo pracy i w efekcie powstała zupełnie nowa maszyna, która otworzy nam drogę do zupełnie nowych odkryć", ocenił Heuer.
Przekazał też podlegającym mu naukowcom sygnał, że znalezienie cząstki Higgsa było raczej tą łatwą częścią pracy i dopiero teraz stoją przed nimi wielkie wyzwania, np. odkrycie ewentualnego rodzeństwa "boskiej cząstki."
Prof. Sergio Bertolucci (4), dyrektor naukowy CERN, zwraca z kolei uwagę, że "przyszłe wyniki badań przeprowadzonych w LHC będą kluczowe dla zrozumienia, którymi ścieżkami badawczymi powinniśmy podążać w przyszłości i jaki typ akceleratora okaże się najlepszy, by odpowiedzieć na nowe pytania, które niedługo zostaną zadane".
Polski fizyk, prof. Grzegorz Wrochna (5), szef Narodowego Centrum Badań Jądrowych, przypomniał w rozmowie z "Gazetą Wyborczą", że Model Standardowy nie opisuje dobrze nam znanej z życia codziennego grawitacji.
Domyślamy się zatem, jak zaznaczył, że MS to jedynie przybliżenie jakiejś bardziej ogólnej teorii. Żeby ją poznać, potrzebujemy wytworzyć jeszcze bardziej ekstremalne warunki niż te, jakie powstają w zderzeniach cząstek w LHC.
Nastroje, które można by streścić w jednym zdaniu - "Jesteśmy dopiero na początku drogi" - przewijają się w wielu wypowiedziach ludzi nauki z całego świata.
W takim tonie wypowiadała się również Natalie Roe, dyrektor Wydziału Fizyki w amerykańskim Narodowym Laboratorium Lawrence Berkeley, podczas ubiegłorocznej LHCP, czyli nowojorskiej Konferencji na temat fizyki Wielkiego Zderzacza Hadronów.
"Wiemy, że Model Standardowy jest teorią niekompletną, ponieważ pozostawia bez odpowiedzi zbyt wiele fundamentalnych pytań," powiedziała podczas LHCP Fabiola Gianotti (6), była szefowa eksperymentu ATLAS, mająca 1 stycznia przyszłego roku objąć stanowisko Dyrektora Generalnego CERN, jako pierwsza kobieta.
"Musimy zadać sobie pytanie, w jakich skalach energetycznych pytania te znajdą odpowiedzi", dodała. Przypomniała też, że w 1954 r. noblista Enrico Fermi ocenił, iż akcelerator, który osiągnie energie na poziomie trzech bilionów elektronowoltów, musi mieć obwód równy obwodowi Ziemi i będzie kosztować 170 mld dolarów.
Tymczasem, dzięki rozwojowi technologii zderzaczy i elektromagnesów nadprzewodzących, LHC o długości 27 km osiągnął dwa razy większy poziom energetyczny, za niewielki ułamek kwoty szacowanej przez Fermiego.
To tylko techni-higgs?
Nie wszystkim naukowcom udziela się jednak owo radosne podniecenie. Niejeden fizyk twierdzi bowiem, że to, co znaleziono dzięki LHC, wcale nie musi być poszukiwaną "boską cząstką", bozonem Higgsa.
Panuje wprawdzie raczej zgoda, że w CERN rzeczywiście natrafiono na nową cząstkę, ale niekoniecznie tę, o której mówiono na konferencji 4 lipca 2012 r. i za co Komitet Noblowski przyznał w październiku 2013 r. swoją nagrodę w dziedzinie fizyki.
W magazynie "Physical Review D" stwierdzono np., że brak na to ostatecznych dowodów. Autorami zamieszczonej tam analizy są naukowcy pracujący pod kierunkiem prof. Madsa Toudala Frandsena (7) z Centrum Kosmologii i Fenomenologii Fizyki Cząstek Wydziału Fizyki, Chemii i Farmacji Uniwersytetu Południowej Danii.
"Dostarczone przez CERN dane są postrzegane jako dowód, że znaleziono cząstkę Higgsa. To prawda, że cząstka Higgsa wyjaśnia te dane, ale mogą również istnieć inne wyjaśnienia. Owe dane można uzyskać także z innych cząstek" - mówi Frandsen.
Analiza przeprowadzona przez jego zespół nie obala co prawda twierdzenia, że znaleziono bozon Higgsa, ale dowodzi, że możemy mieć do czynienia z zupełnie inną cząstką. "Sądzimy, że to może być tzw. cząstka techni-higgs.
Jest ona podobna do cząstki Higgsa, stąd jej nazwa" - stwierdza uczony. Obie cząstki łatwo pomylić, ale różnią się od siebie, bo są dwiema cząstkami właściwymi dla dwóch różnych teorii opisujących powstanie Wszechświata.
Cząstka Higgsa to część Modelu Standardowego. Opisuje on cztery siły natury, jednak nie wyjaśnia, czym jest ciemna materia, z której zbudowana jest większość Wszechświata. Tymczasem "Techni-higgs nie jest cząstką elementarną.
Składa się z tzw. techni-kwarków, które są elementarne. Techni-kwarki mogą łączyć się w różny sposób, tworząc m.in. techni-higgsa, gdy inne ich połączenia mogą tworzyć ciemną materię. Spodziewamy się, że w Wielkim Zderzaczu Hadronów zostanie odnalezionych wiele różnych cząstek zbudowanych z techni-kwarków" - mówi Frandsen.
Jeśli techni-kwarki istnieją, to musi istnieć też siła, która je łączy. Nie może nią być żadna ze znanych sił natury - grawitacja, siła elektromagnetyczna, oddziaływanie słabe i oddziaływanie silne. Dlatego też zwolennicy hipotezy o istnieniu techni-kwarków postulują istnienie nieznanej jeszcze siły, zwanej "techni-kolorem".
Frandsen wierzy, że kolejne dane z LHC, uzyskane po wiosennym restarcie, pozwolą ostatecznie rozstrzygnąć, czy mamy do czynienia z bozonem Higgsa czy z cząstką techni-higgs.
