"החלקיק האלוהי" בּוֹזוֹן הִיגס מבצע טריק חדש

 

מאת כתב 'בכיוון הרוח / מדור המדע

 

קיומו של החלקיק היסודי בוזון היגס (Higgs boson) נוּבָּא ב-1964 על ידי הפיזיקאי הבריטי פיטר היגס (Peter Higgs) ואחרים. הוא היה חמקמק וסירב להתגלות בפועל במשך עשורים, עד שנצפה וקיומו אושש בניסוי ב-2012. הפיזיקאי הישראלי  פרופ' עילם גרוס מ'מכון ויצמן למדע' נמנה אז עם מובילי הניסוי, שנערך במתקן פיזיקת החלקיקים התת-קרקעי LHC (Large Hadron Collider) שבסרן (CERN), בסמוך לז'נבה, שוויץ.

 

אחראי לחומר

על פי המודל הסטנדרטי של פיזיקת החלקיקים, חלקיק היגס הוא שמעניק לחלקיקי היסוד את המסה שלהם, מה שהופך אותם לחומר. ואולם חרף ההשקעה האדירה של אלפי חוקרים ברחבי העולם, איש אינו יודע עדיין כיצד זה נעשה ומדוע חלקיקים מסויימים הינם מסיביים יותר מאחרים. הדרך לגלות זאת היא לבחון את האינטראקציה בינו לבין חלקיקים אחרים. את זאת עושים ב-LHC. כעת הבחינו החוקרים שבוזון היגס יודע לבצע טריק חדש: לראשונה הבחינו בחלקיקי בוזון היגס דועכים (decaying) לשני חלקיקי מואון (muon), חלקיקים שעד כה לא נצפתה ישירות כל אינטראקציה בינו לבינם. למרבה הצער, אין בהבחנה זו כדי לקרב אותנו להבנת פעולתם של חלקיקים יסודיים. אחת התאוריות מציעה שלחלקיקים שונים יש מסה שונה מכיוון שיש יותר מסוג אחד של בוזון היגס, וכי כל סוג של היגס מתחבר  לטווח מסה שונה של חלקיקים אחרים.

 

לעומת אלה, העובדה שהמואונים בתגלית חדשה זו הם הרבה פחות מסיביים מאשר סוגים אחרים של חלקיקים שבוזון היגס נצפה מקיים עימם אינטראקציה, מסייעת להנחה שיש רק סוג אחד של בוזון היגס. התנהגות זו היא בדיוק מה שמצפים מהמודל הסטנדרטי. אדם גיבסון-אבן מאוניברסיטת וֶלפּרָאִיסוֹ אינדיאנה, ארה"ב, מתאר זאת כ"מופע של בוזן היגס, בדיוק כצפוי".

 

זה מותיר כמובן את התעלומה שבגללה לחלקיקים שונים יש מסה שונה ללא מענה. למרות שתוצאה זו אינה מפתיעה, מבהיר גיבסון-אבן, היא מתסכלת מעט מכיוון שאנו יודעים שהמודל הסטנדרטי אינו מושלם - בנוסף לכך שאינו מסביר מדוע לחלקיקים יש מסות שונות, הוא גם לא מספק הסבר לחידות החומר אפל או האנרגיה האפלה. עם זאת, תוצאות הניסוי תואמות לחלוטין את המודל.

 

עוד נתיב ללא-מוצא

"זו בעיה במובן זה שאנחנו יודעים כי בוזון היגס אינו מסביר את הדברים האלה," אומרת פרייה בלקמן, חוקרת באוניברסיטה החופשית בבריסל, בלגיה. "אם אותו בוזון היגס עצמו פועל הדדית הן עם מואונים והן עם חלקיקים כבדים יותר, אזי נקלענו לעוד נתיב ללא-מוצא בחתירתנו לפתור את שאלת החומר. השלב הבא," מבהירה בלקמן, "הוא לערוך מדידות מדויקות עוד יותר של אינטראקציות חלקיקי בוזון היגס עם מגוון של חלקיקים שונים. יש אלפי תחזיות והצעות תרחיש. המדענים ניפו חלק ניכר מהם ומוסיפים לנפות עוד ועוד, אך עדיין אין הסבר. עם זאת, כך פועלים בתחום הפיזיקה של החלקיקים. ניפוי התרחישים הבלתי-מתאימים והשגויים, הוא אחת מן הדרכים שבהן מגיע המדע אל האמת בשיטת  האלימינציה."

 

החלקיק האלוהי??

סיפור מעניין הוא איך זכה החלקיק בוזון היגס לתואר המפואר "החלקיק האלוהי". האם הוא באמת אלוהי או קשור לאלוהים? הנה העובדות: הפיזיקאי פיטר היגס ניבא את קיומו של חלקיק בוזון, שקיבל באופן טבעי את הכינוי 'בוזון היגס' או 'חלקיק היגס'. אחרי פרסום התגלית, כתב פיזיקאי בשם לאון לדרמן[1] ספר על כך, וקרא לספר 'חלקיק קִלְלָת האלוהים: אם היקום הוא התשובה, מה היא השאלה?'[2]. הוא כינה אותו "חלקיק קִלְלָת האלוהים" מפני שהוא היה אז כה חמקמק ובלתי נתן לאיתור ולהוכחה. שם הספר לא נראה למו"ל שלו, והוא הוריד את המלה "קִלְלָת". שם הספר נקבע אפוא ל'החלקיק האלוהי: אם היקום הוא התשובה, מה היא השאלה'[3].

 

מרגע זה דבק הכינוי "אלוהי" בחלקיק ללא השב. זה מראה שוב עד כמה גם אנשים, לרבות מדענים מסוג מסויים, כמהים לדברים "אלוהיים". יכול הסופר שהוא מקור הבילבול לזעוק כאוות נפשו, "טעות. טעות! לא אלוהי. ההיפך מאלוהי!" דבר לא יעזור לו עוד. כל נסיון להבהיר להם שאין כל קשר בין החלקיק לאלוהים, ייתקל בקיר אטום אצל המאמינים.

 



[1] Leon Lederman

[2] The Goddamn Particle: If the Universe Is the Answer, What Is the Question? 

[3] The God Particle: If the Universe Is the Answer, What Is the Question?

חפש באתר

טואול - בניית אתרים