Dincolo de bosonul HiggsAr fi fizica „mult mai interesantă" dacă bosonul Higgs nu ar fi fost găsit? Stephen Hawking aşa crede. El a făcut această afirmaţie îndrăzneaţă, probabil cu ceva reţinere, la deschiderea unei noi expoziţii din cadrul Science Museum din Londra care sărbătoreşte fizica particulelor.

 

 


Odată cu descoperirea bosonului Higgs, decernarea premiului Nobel şi oprirea acceleratorului de particule cu ajutorul căruia bosonul Higgs a fost descoperit, ca urmare a unui proces de modernizare ce va dura doi ani, noi de ce ne mai ocupăm de fizică? În continuare puteţi găsi cinci posibile motive:

1. Încă suntem în întuneric

Prin descoperirea bosonului Higgs a fost pusă la locul ei ultima piesa din cadrul modelului standard. Cu toate acestea există o mulţime de alte probleme care persistă în fizica particulelor. De exemplu, noi nu putem explica de ce existăm. Modelul Standard, pentru eleganţa sa matematică şi precizia sa incredibilă din viaţa de zi cu zi, prezice că Universul ar trebui să fie doar o mare de lumină rece, fără viaţă.

Atunci când Universul a apărut el ar fi trebuit să conţină o cantitate egală de materie şi antimaterie. Materia și antimateria atunci când intră în contact au tendinţa de a se anihila reciproc sub forma unui fulger de lumină. Cu toate acestea, cumva, un pic de materie obişnuită a rămas neanihilată şi o parte din ea a evoluat sub forma fiinţelor conştiente care în prezent se gândesc contemplativ cum este posibil ca ele să existe. Ce ar putea fi mai interesant decât această problemă existenţială recursivă?

Imagine 1
Credit imagine: Hubble Heritage Team.


2. Cum funcţionează magneţii?

Fizicienii particulelor poate că au reuşit să înţeleagă comportamentul particulelor subatomice individuale, dar comportamentul colectiv al câtorva trilioane de particule aflate în interiorul unui solid sau a unui lichid încă nu poate fi explicat. De la semiconductori la magneţi, ştim cum se formează multe materiale. Cu toate acestea, există unele forme exotice de materiale pe care încă nu le înţelegem, cum ar fi supraconductorii: Cum pot aceste materiale ciudate conduce electricitatea fără nicio pierdere evidentă de energie? În prezent, supraconductorii prezintă această proprietate numai atunci când sunt menţinuţi la o temperatură de câteva sute de grade sub punctul de îngheț. Dacă am putea să-i facem să funcţioneze şi la temperatura camerei atunci am putea realiza o adevărată revoluție tehnologică.

De altfel mecanismul Higgs (cel care dă naştere bosonului omonim) a fost postulat pentru prima dată de către fizicienii teoreticieni care cercetau fenomenul de supraconductivitate. Aceeaşi matematică descrie atât electronii aflaţi în metalul supraconductor suprarăcit, cât şi câmpul Higgs care străbate întregul Univers şi conferă masă tuturor particulelor.


3. Cea mai rapidă oglindă din Univers

Deoarece fizica studiază lucrurile cele mai mari, cele mai mici, cele mai rapide, cele mai lente, cele mai reci şi cele mai calde din Univers, ea se ocupă şi de unele experimente de detecţie a unor particule mai deosebite. Vreţi să detectăm neutrinii, cele mai mici particule care există? Pentru aceasta fizicienii au instalat un rezervor de 50.000 de tone de apă ultrapură, aflat la o adâncime de o milă sub pământ, în interiorul unei mine de zinc din Japonia, înconjurat cu 10.000 de detectoare ultrasensibile pentru a urmări flash-uri de lumină aproape invizibile. Simplu.

Doriţi să verificaţi teoria relativităţii a lui Einstein? El chiar a conceput un experiment mental în care un fascicul de lumină se reflectă de o oglindă care se deplasează cu o fracţiune semnificativă din viteza luminii. Acesta în prezent nu mai este un experiment mental: fizicienii au realizat acest test în care lumina cade pe o oglindă formată din electroni care se deplasează cu o viteză de mii de mile pe secundă. (Experimentul a funcţionat şi se pare că Einstein a avut dreptate).

4. Fuziunea nucleară

Ce altă ştiinţă în afară de fizică ne-ar putea oferi posibilitatea de a avea o sursă curată de energie aproape infinită? În fuziunea nucleară, sursa de energie care menţine stelele strălucitoare, atomii de hidrogen încălziţi la milioane de grade se ciocnesc şi formează heliu, eliberând cantităţi mari de energie utilă în acest proces. Fizicienii şi inginerii consideră că pentru aceeaşi sumă de bani prevăzută în buget pentru a construi în Marea Britanie noul proiect feroviar de mare viteză HS2 noi am putea trece de la reactoarele de fuziune experimentale de astăzi la reactoare industriale care ar putea livra energie în reţelele electrice publice. Aceasta ar fi practic nelimitată, nepoluantă şi toate s-ar putea face pentru o contribuție de aproximativ 50 de lire de persoană în ţările dezvoltate. Iată că fizica este nu numai interesantă, dar ea poate fi, de asemenea, o afacere.

5. Spaţiul

Imagine 2
Credit: NASA/JPL-Caltech/SSI

Această imagine a fost obţinută de către sonda spaţială Cassini care orbitează în jurul planetei Saturn. În cazul în care frumuseţea sistemului de inele al planetei Saturn nu v-a impresionat îndeajuns, atunci aflaţi că punctul de un albastru şters din dreapta jos a imaginii nu reprezintă altceva decât planeta Pământ.

În Univers există foarte multe locuri care rămân de explorat în continuare, de către navele spaţiale sau cu ajutorul telescopului, cum ar fi lacurile de metan lichid aflate pe unii dintre sateliții din cadrul sistemului nostru solar sau planetele care orbitează stele îndepărtate în propriile lor sisteme solare.

Într-adevăr, să nu uităm de îndemnul lui Stephen Hawking: „Amintiţi-vă să vă uitaţi la stele şi nu în jos la picioarele voastre. Încercaţi să înţelegeţi tot ceea ce vedeţi şi nu încetaţi să fiţi curioşi pentru a afla care este cauza pentru care Universul există".



Traducere de Cristian-George Podariu după higgs-boson-physics. Articolul phys.org a fost publicat prin amabilitatea The Conversation, sub licenţă Creative Commons-Attribution/No derivatives.