Όταν το σύμπαν απαντάει με σιωπή

 

Με μεγάλα εκκρεμή ερωτήματα και μικρές νύξεις νέας φυσικής, οι φυσικοί επανεξετάζουν τώρα μερικές από τις πιο θεμελιώδεις υποθέσεις τους.

Μέχρι τις αρχές του εικοστού αιώνα οι επιστήμονες πίστευαν ότι το σύμπαν ήταν γεμάτο με μια μυστηριώδη ουσία που την ονόμαζαν αιθέρα, το μέσο στο οποίο θεωρούσαν ότι ‘πατούσε’ το φως για να διαδοθεί.

 

Το 1887, οι φυσικοί Albert A. Michelson και Edward W. Morley αποφάσισαν να δοκιμάσουν πειραματικά την υπόθεση του αιθέρα μετρώντας την ταχύτητα του φωτός. Ανακάλυψαν πως η ταχύτητα του φωτός ήταν πάντα η ίδια, προς κάθε κατεύθυνση. Το πείραμα των Michelson και Morley απέδειξε την μη ύπαρξη του αιθέρα, την ύπαρξη δηλαδή της απόλυτης ταχύτητας του φωτός, η οποία δεν εξαρτάται από τον παρατηρητή. Μπορούμε να φανταστούμε ότι εκείνη την εποχή, ήταν προφανές σε όλους ότι θα ανίχνευαν τον αιθέρα, γιατί κανείς δεν περίμενε η ταχύτητα του φωτός να είναι μια παγκόσμια σταθερά.

Αλλά το πείραμα δεν διαπίστωσε καμία μεταβολή στην ταχύτητα του φωτός, καταλήγοντας σε ένα διάσημο μηδενικό αποτέλεσμα που αμφισβήτησε την υπόθεση του αιθέρα και επέβαλε μια αναθεώρηση των θεμελίων της φυσικής. 

Και σήμερα, οι φυσικοί των σωματιδίων βρίσκονται σε παρόμοια κατάσταση όπου τα μηδενικά αποτελέσματα υπερτερούν των αναμενόμενων ανακαλύψεων. Οι σύγχρονες στιγμές του «αιθέρα» αναγκάζουν την κοινότητα της φυσικής των σωματιδίων να επανεξετάσει τις αγαπημένες της θεωρίες και να συμφιλιωθεί με ορισμένες δύσκολες αλήθειες.

Επανεξετάζοντας την SUSY 

Το Καθιερωμένο Πρότυπο είναι το καλύτερο πλαίσιο για την κατανόηση του σύμπαντος σε υποατομικό επίπεδο. Αναπτύχθηκε την δεκαετία του 1960, έχει δοκιμαστεί αμέτρητες φορές και εξηγεί με ακρίβεια τα θεμελιώδη σωματίδια και τις αλληλεπιδράσεις τους.

Στις δεκαετίες του 1960 και του 1970, πολλοί φυσικοί ανέπτυξαν μια επέκταση του Καθιερωμένου Προτύπου που ονομάζεται ΥπερΣυμμετρία (ή SUSY εν συντομία). Η SUSY έγινε μια από τις πιο ελπιδοφόρες θεωρίες για μια ενοποιημένη θεωρία της σωματιδιακής φυσικής. Σύμφωνα με την SUSY, κάθε σωματίδιο ύλης στο Καθιερωμένο Πρότυπο – όπως το ηλεκτρόνιο και κάθε είδος κουάρκ – έχει έναν κρυφό, αντίστοιχο υπερσυμμετρικό σύντροφο-φορέα δύναμης. Παρόμοια, κάθε σωματίδιο-φορέας δύναμης έχει έναν υπερσυμμετρικό σύντροφο ύλης. Αυτή η συμμετρία προσέφερε κομψές λύσεις σε πολλά άλυτα προβλήματα στη φυσική. Για παράδειγμα, παρείχε έναν βιώσιμο υποψήφιο για τη σκοτεινή ύλη, εξήγησε τη σταθερότητα των πρωτονίων, τα οποία δεν φαίνεται να διασπώνται, και επέτρεψε την ενοποίηση των θεμελιωδών δυνάμεων σε υψηλές ενέργειες. 

Την δεκαετία του 1990, ερευνητές από όλο τον πλανήτη συγκεντρώθηκαν για να κατασκευάσουν τoν μεγαλύτερο επιταχυντή σωματιδίων που έχει κατασκευάσει ποτέ η ανθρωπότητα, τον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC). Οι φυσικοί του LHC είχαν δύο βασικούς στόχους: να βρουν το ασύλληπτο μποζόνιο Higgs, το οποίο βοηθά στην εξήγηση του γιατί ορισμένα σωματίδια έχουν μάζα ενώ άλλα όχι. Και να βρουν την υπερσυμμετρία. Το 2010, όταν ο LHC άρχισε να συλλέγει δεδομένα, πολλοί φυσικοί ένιωθαν ότι βρίσκονταν στο χείλος της αποκάλυψης των μυστικών της φύσης.

Πολλοί ανέμεναν την ανακάλυψη της SUSY πριν από αυτήν του μποζονίου Higgs. Περίμεναν να εμφανιστεί η πληθώρα των σωματιδίων-συντρόφων της SUSY. Δύο χρόνια αφότου ο LHC ξεκίνησε τη συλλογή δεδομένων, οι φυσικοί ανακοίνωσαν ότι ανακάλυψαν το μποζόνιο Higgs. Αλλά παρά τις πολυάριθμες αναζητήσεις, η υπερσυμμετρία δεν βρέθηκε πουθενά. Τα αναπάντητα ερωτήματα παρέμεναν προκαλώντας την μέγιστη σύγχυση. Ακόμα και η ανακάλυψη του μποζονίου Higgs έκανε τους φυσικούς να ξύνουν το κεφάλι τους.

Παρόλο που το Καθιερωμένο Πρότυπο έχει νόημα από μόνο του, αν υπάρχε κάτι άλλο όπως η σκοτεινή ύλη, η κβαντική βαρύτητα ή η μάζα των νετρίνων, τότε θα έπρεπε η μάζα του Higgs να είναι μεγαλύτερη. Η μάζα του μποζονίου Higgs μετρήθηκε στα 125 GeV και βρίσκεται ακριβώς στην ενεργειακή κλίμακα όπου αναμένεται να καταρρεύσει το Καθιερωμένο Πρότυπο της σωματιδιακής φυσικής. Είναι το αποδεικτικό στοιχείο της νέας φυσικής. Η συγκεκριμένη τιμή της μάζας Higgs δείχνει ότι οι φυσικοί θα έπρεπε να βρουν νέα σωματίδια στην περιοχή, γύρω στα 100, 200 ή 300 GeV. Οι φυσικοί έχουν ψάξει σ’ αυτή την περιοχή, αλλά με μηδενικά αποτελέσματα.

Σκέψη πέρα από τα συνηθισμένα

Με τόσα πολλά αναπάντητα ερωτήματα στη φυσική και την κοσμολογία, οι περισσότεροι φυσικοί πιστεύουν ότι υπάρχουν περισσότερα να ανακαλύψουμε, αλλά όχι με τη μορφή των σωματιδίων SUSY που αρχικά φαντάζονταν. Στο σημείο που βρισκόμαστε, είναι πολύ απίθανο να έχουμε το είδος της ανακάλυψης που περιμέναμε πριν από 20 χρόνια. Οι φυσικοί του LHC παρότι έχουν κάνει απίστευτη ποσότητα δουλειάς, ξεπερνώντας κατά πολύ τα αναμενόμενα όρια. Αλλά η SUSY απλώς δεν έχει εμφανιστεί ακόμα. 

 

διαβάστε σχετικά: ‘Μήπως είδατε την SUSY;‘

Οι φυσικοί στρέφουν τώρα την προσοχή τους σε πιο σύνθετες και λιγότερο προφανείς δυνατότητες. Τα πειράματα μπορούν να αποτελέσουν πραγματικό καταλύτη για την πρόοδο, βάζοντας τους θεωρητικούς σε μια πολύ άβολη θέση όπου ο μόνος τρόπος διαφυγής είναι να σκεφτούν έξω από τα συνηθισμένα.

Μια ιδέα είναι ότι ο LHC παράγει σωματίδια SUSY, αλλά με μεγάλη διάρκεια ζωής που μπορούν να ταξιδέψουν από λίγα εκατοστά έως μερικά χιλιόμετρα πριν διασπαστούν ώστε γίνουν ορατά από τους ανιχνευτές. Αυτά τα σωματίδια μακράς διαρκείας θα άφηναν ασυνήθιστες υπογραφές, τις οποίες οι επιστήμονες θα μπορούσαν εύκολα να παρερμηνεύσουν ως αποτέλεσμα μιας δυσλειτουργίας του ανιχνευτή. Οι επιστήμονες αναπτύσσουν μια ποικιλία τρόπων για να τα αναζητήσουν.

Για να διερευνήσουν το συνεχιζόμενο μυστήριο της σκοτεινής ύλης, οι φυσικοί πραγματοποιούν πειράματα για να ανιχνεύσουν μια ποικιλία πιθανών υποψηφίων, συμπεριλαμβανομένων των υπερελαφρών αξιονίων, τα οποία θα λειτουργούσαν λιγότερο ως σωματίδια και περισσότερο ως κύματα.

Η απουσία πειραματικών στοιχείων για την SUSY, αναγκάζει τους φυσικούς να σκεφτούν διαφορετικά. Αναζητούν νέους δρόμους για τη φυσική επανεξετάζοντας θεμελιώδεις υποθέσεις και βελτιώνοντας την προσέγγισή τους στα πειράματα, θέτουν τις βάσεις για τις επόμενες μεγάλες ανακαλύψεις, ειδικά αν οι απαντήσεις είναι εντελώς απροσδόκητες.

Αυτές οι προσπάθειες περιλαμβάνουν τη συνέχιση της συλλογής δεδομένων με τον LHC, ο οποίος, μετά από αυτήν την εκτέλεση, θα μετατραπεί στον High-Luminosity LHC. Πριν από το τέλος της θητείας του, αναμένεται να δεκαπλασιάσει το σύνολο δεδομένων του LHC. Το σίγουρο είναι ότι έχουμε ακόμα πολύ δρόμο μπροστά μας.

πηγή: https://www.symmetrymagazine.org/article/when-the-universe-answers-with-silence?language_content_entity=und 

https://physicsgg.me/2025/05/31/%cf%8c%cf%84%ce%b1%ce%bd-%cf%84%ce%bf-%cf%83%cf%8d%ce%bc%cf%80%ce%b1%ce%bd-%ce%b1%cf%80%ce%b1%ce%bd%cf%84%ce%ac%ce%b5%ce%b9-%ce%bc%ce%b5-%cf%83%ce%b9%cf%89%cf%80%ce%ae/