Posted by ჰიგსის ბოზონის აღმოჩენასთნ დაკავშირებული აჟიოტაჟი მეცნირებიდან შორს მყოფ ფართო საზოგადოებაში გაღიზიანებას იწვევს. აინტერესებთ თუ რაში იხარჯება მათ მიერ გადახდილი გადასახადები(ჩვენ ეს არ გვეხება:) და არა სამყაროს წარმომავლობის ამბავი, ის თუ როგორ შეიძლება ახლად აღმოჩენილი ნაწილაკის გამოყენება მეცნიერებასა და ყოფაცხოვრებაში.
ღმერთის ნაწილაკი
ჰიგსის ბოზონს ”ღმერთის ნაწილაკის”(God particle) სახელი ნობელის ლაურეატმა, ფიზიკოსმა ლეონ ლედერმანმა შეარქვა. ლედერმანი, რომელმაც დაწერა წიგნი ”ღმერთის ნაწილაკი: თუ სამყარო პასუხია, მაშინ რაში მდგომარეობს შეკითხვა?”, გვიხსნის, რომ ”ეს ნაწილაკი ჩვენს მიერ მატერიის აღნაგობის აღქმის საქმეში უმნიშვნელოვანესია, თუმცა ჯერჯერობით მოუხელთებელია”, თან ხუმრობის სახით დასძენს, რომ რედაქციაში უარყვეს მის მიერ წარმოდგენილი სახელი ”ეშმაკის ნაწილაკი”(Goddamn Particle).
შეიძლება ჰიგსის ბოზონის მეცნიერებაში ან ტექნოლოგიებში რაიმე სახით გამოყენება(თუ, რა თქმა უნდა, ის არსებობს)? ერთი შეხედვით ეს სულელური იდეაა, თუმცა არც მაშინ ჯეროდა არავის მაქსველის მიერ ნაწინასწარმეტყველევი და ჯერ არ აღმოჩენილი ელექტრომაგნიტური ტალღების, ასევე უკვე აღმოჩენილი ელექტრონის პრაქტიკული გამოყენებისა. ამბობენ, რომ პარადოქსული ფორმულირებების მოყვარულმა ნილს ბორმა თქვა, წინასწარმეტყველება რთული საქმეა, განსაკურებით მაშინ, როცა ლაპარაკი მომავალზეა. ამიტომ ნურც ჩვენ გავაკეთებთ ნაჩქარევ დასკვნებს.
ბნელი სამყარო
ის, რომ ჩვეულებრივი ბარიონული მატერია სამყაროს მთლიანი მასის მხოლოდ 5% შეადგენს, ახლა მეცნიერთა შორის საზოგადოდ მიღებული ფაქტია. 23% ბნელ მატერიაზე მოდის, რომელიც კოსმოსურ მასშტაბებში მარტო გრავიტაციით ავლენს თავს(თან ისე აშკარად, რომ სამყაროში მისი განაწილება უკვე კარგადაა შესწავლილი). ითვლება, რომ ბნელი მატერია, მასიური(ვიმპები) და ამიტომ არარელატივისტური(უკიდურეს შემთხვევაში არა ულტრარელატივისტური) ნაწილაკებისგან შედგება, არ გააჩნია ელექტრული მუხტი და ჩვეულებრივ ბარიონულ მატრიასთან გრავიტაციული და სუსტი ურთიერთქმედებებითაა დაკავშირებული. დარჩენილი 72% ბნელ ენერგიაზე მოდის, რომლის ბუნება საერთოდ გაურკვეველია.
ექსპერიმენტი CRESST(იშვიათი მოვლენების კრიოგენული ძებნა ზეგამტარი თერმომეტრების საშუალებით).
არაბარიონული ბნელი მატერია ე.წ. WIMP-ებისგან შედგება(Weakly Interactive Massive Particles – სუსტად ურთიერთქმედი მასიური ნაწილაკები). WIMP-ების განსაკუთრებულობა იმაშია, რომ ისინი არ ურთიერთქმედებენ(მხოლოდ გრავიტაციით) ჩვეულებრივ მატერიასთან. ამიტომაც არიან ისინი ნამდვილი ბნელი მატერიის წარმომქმნელები და ამიტომაც არის მათი აღმოჩენა ძალიან რთული. WIMP-ის მასა მინიმუმ ათჯერ მეტი მაინც არის პროტონისაზე. მათი ძებნა ბოლო 20-30 წლის განმავლობაში სხვა და სხვა ექსპერიმენტების საშუალებით მიმდინარეობს. დიდი ძალისხმევის მიუხედავად WIMP-ები ახლაც არ არის აღმოჩენილი.
თვალთახედვის მიღმა
თუმცა, არ არის გმორიცხული, რომ არსებობდეს ”კიდევ უფრო ბნელი” მატერიაც. ზოგიერთი მეცნიერი კიდევ უფრო ეკზოტიური ნაწილაკებისა და ველბის არსებობასაც უშვებს, რომლებიც არ არიან სტანდარტულ მოდელში და მეცნიერებისთვის ცნობილი ოთხი ფუნდამენტური ურთიერთქმედებიდან არცერთში არ იღებენ მონაწილეობას. თითქოს ჩვენთვის ისინი არც კი არსებობენ. კიდევ უფრო შორს შეიძლება წარმოდგენებში წასვლა და ვარაუდი იმისა, რომ ეს ”ზებნელი”, ან დამალული, ნაწილაკები ატომების, პლანეტების(გონიერი არსებებით), ვარსკვლავების ფორმირებას ახდენენ. შესაძლებელია კი მათი აღმოჩენა? არის იმედი, რომ ამაში ჰიგსის ველები და მათი კვანტები დაგვეხმარება. ჯეიმს უელსის აზრით(ცერნის წამყვანი თეორეტიკოსი), ”ჩვენი” ჰიგსის ველი შეიძლება ურთიერთქმედებდეს ასეთივე ტიპის ”უცხო” ველებთან, რომლებიც დამალული სამყაროს ელემენტარულ ნაწილაკებს მასას სძენენ. ამ ურთიერთქმედებებით შსაძლებელია არა თვითონ უხილავი ნაწილაკების, არამედ მათი აჩრდილების შემჩნევა. საქმე იმაშია, რომ სივრცის ყოველ წერტილში ნებისმიერ ჰიგსისეულ ველს გაჩნია თავისი სიდიდე და არ გააჩნია რაიმე მიმართულება, ელექტრომაგნიტური ტალღების ვექტორული(მიმართული) ველებისაგან განსხვავებით. ამასთან ერთად ჰიგსის ველები შეზღუდვების გარეშე განჭოლავენ მთელს სივრცეს და ენერგიის უმცირესი ფლუქტუაციების მიმართაც უკიდურესად მგრძნობიარენი არიან, რომელთა წყარო დამალულ სამყაროშია. ანუ, ჰიგსის ბოზონებს(ჰიგსის ველების კვანტებს) არა მარტო ჩვეულებრივ ნაწილაკებად, არამედ დამალული სამყაროს ნაწილეკებადაც შეუძლიათ დაშლა.
ნაწილაკები არსაიდან
რა შეიძლება აჩვენოს ექსპერიმენტმა? დავუშვათ, რომ ჰიგსის ბოზონები, გაჩენილი დიდ ადრონულ კოლაიდერში, ზემოთ ხსენებულ ნაწილაკებადაც იშლებიან. ისინი უკიდურესად არასტაბილურები იქნებიან და სხვა ნაწილაკების ნაკადებს მოგვცემენ. ჰიგსისეულ ველებთან ჩაჭიდულობის მიხედვით მათ შორის შეიძლება ისეთებიც აღმოჩნდნენ, რომლებიც ჩვენს ფუნდამენტურ ურთიერთქმედებებს ემორჩილებიან და მათ დეტექტორები დააფიქსირებენ. ამასთან ერთად ისინი არა ”მშობელი” ჰიგსის ბოზონის დაშლის წერტილში გაჩნდებიან, არამედ სადმე სხვაგან. ისეც შეიძლება მოხდეს, რომ მეცნიერები ახლად გაჩენილი ნაწილაკების ტრეკებს(გარბენის კვალი დეტექტორზე) იქ დააფიქსირებენ, სადაც არ შეიძლება ყოფილიყვნენ ”რეალური” წინამორბედი ნაწილაკები. თუ ეს მოხდა, დამალული სამყარო პირველ მტკიცებულებას მიიღებს.
ჰიპოთეზა სრულიად ფანტასტიკურად გამოიყურება, მაგრამ ის სრული სერიოზულობით განიხილება მეცნიერთა შორის. ასე რომ, შეიძლება, ოდესმე დამალული სამყარო რეალობად იქცეს.
მსუბუქზე მსუბუქი
ჰიგსის ბოზონები(და სამყაროს ზომა) ზოგიერთი ნაწილაკების მასებზე არიან პასუხისმგებელნი, ამიტომ ჰიგსის ველების დაძაბულობის ვარირებით სხეულთა მასების ცვლილება, ერთი შეხედვით სრულიად რეალურად შეიძლება მოგვეჩვენოს. მაგალითად, შესაძლებელი იქნება თვითმფრინავებზე რაღაც ჰიგს-ნეიტრალიზატორების დაყენება, თვითმფრინავის მასისა და საწვავის ხარჯის შესამცირებლად. ან ამ საშუალებით უფრთო მფრინავი აპარატების გამოგონება. იქნებ, უმასო კოსმოსური ხომალდებისაც კი. თუმცა, თუმცა – პრაქტიკულად ატომის მთელი მასა ბირთვში მყოფ ნეირტონებსა და პროტონებშია თავმოყრილი. ყოველი ამ ნაწილაკის მასა 940 მეგაელექტრონვოლტზე(მასა და ენერგია ერთი და იგივეა E=mc2) ოდნავ მცირეა, როცა მათში მყოფი კვარკები ჯამში მხოლოდ 25 მევ-მდე ქაჩავენ: ორივე ნუკლონის(დაკავშირებული ერთი პროტონი და ერთი ნეიტრონი) მასები პრაქტიკულად მთლიანად გლუონური(ძლიერი ურთიერთქმედების გადამტანი) ველებითაა განპირობებული. კვარკების მასების ორჯერ შემცირებაც კი, ბევრს ვერაფერს გვაძლევს. თან ჰიგსისეული ველებით მანიპულირება ძალიან დიდ, კვადრილიონ(1015) გრადუსამდე გაცხელების ექვივალენტურ, ენერგიებთანაა დაკავშირებული.
2010 წლის ბოლოს, დიდი ადრონული კოლაიდერის მილში შეჯახებული ტყვიის იონებისგან წარმოქმნილი კვარკ-გლიუონური პლაზმას ტემპერატურა რამდენიმე ტრილიონ გრადუსს აღწევდა. კოლაიდერზე ხდება პროცესების გამეორება, რომლებიც დიდი აფეთქებიდან წამზე უფრო მცირე დროის მერე ხდებოდა. რაც შეეხება თვითონ სამყაროს გაჩენას, არსებული თეორიების მიხედვით დიდი აფეთქების მომენტში მატერია გაცხელებული იყო მაჩვენებლამდე, რომელიც ერთიანითა და 32 ნულით შეიძლება გამოვსახოთ.
ასე რომ ადვილი და იაფი ნახშირბადკომპოზიტური მსუბუქი მასალების შექმნაზე მუშაობის გაგრძელება უფრო იქნება. უფრთო მფრინავი მანქანების გამოჩენამდეც დიდი ხანი მოგვიწევს ცდა.
და ბოლოს, სტანდარტული მოდელის ჰიგსის ბოზონის აღმოჩენას, ან მის, ასე რომ ვთქვათ, ანულირებას უკვე წელს უნდა ველოდოთ. რა თქმა უნდა, მეორე ვარიანტი ახალი ფიზიკური მოდელების შექმნას მოითხოვს, თუმცა იგივე მოხდება პირველ ვარიანტშიც! ყოველ შემთხვევაში ასე თვლის ამ დარგის ყველაზე უფრო ავტორიტეტული სპეციალისტი, ლონდონის სამეფო კოლეჯის პროფესორი ჯონ ელისი. მისი აზრით, “მსუბუქი” ჰიგსის(130 გევ-ზე მცირე მასის) აღმოჩენა კოსმოლოგიისთვის უსიამოვნო პრობლემას შექმნის. ეს შეიძლება იმას ნიშნავდეს, რომ ჩვენი სამყარო არასტაბილურია და ოდესმე(შესაძლებელია, ნებისმიერ მომენტში) ახალ, უფრო დაბალი ენერგიის მდგომარეობაში გადავიდეს. ეს სამყაროს დასასრული იქნება – ამ სიტყვის პირდაპირი გაგებით. იმედია, ჰიგსის ბოზონს ან საერთოდ ვერ აღმოაჩენენ, ან სამყარო ცოტათი მაინც გადადებს თვითმკვლელობას.