הקיץ בשיקגו, מה -3 באוגוסט ועד ה -10, ישתתפו תיאורטיקנים ופיזיקאים ניסויים מרחבי העולם בכנס הבינלאומי לפיזיקה של אנרגיה גבוהה (ICHEP). אחד משיאי הוועידה הזה מגיע ממעבדות CERN, שם מציגים פיסיקאים של חלקיקים את עושר הנתונים החדשים שהפיק קבריידר הדרון הגדול (LHC) עד כה השנה.
אך בתוך כל ההתרגשות שנובעת מההצגה להציץ ליותר ממאה התוצאות האחרונות, היה צורך לחלוק כמה חדשות רעות. בזכות כל הנתונים החדשים שמסר ה- LHC, הלך ודעך הסיכוי שהתגלה חלקיק יסודי חדש - אפשרות שהחלה להופיע ככל הנראה לפני שמונה חודשים. חבל, מכיוון שקיומו של החלקיק החדש הזה היה פורץ דרך!
ההתוויות לחלקיק זה הופיעו לראשונה בדצמבר 2015, אז צוותי פיזיקאים המשתמשים בשני גלאי חלקיקים של CERN (ATLAS ו- CMS) ציינו כי ההתנגשויות שביצעו ה- LHC הפיקו יותר זוגות פוטונים מהצפוי, ובאנרגיה משולבת. של 750 גיגה-אלקטרו-וולט. בעוד שההסבר הסביר ביותר היה דלקת סטטיסטית, הייתה אפשרות נוספת מפתה - שהם רואים עדויות לחלקיק חדש.
אם החלקיק הזה היה אמיתי באמת, סביר להניח שזו תהיה גרסה כבדה יותר של בוזון היגס. חלקיק זה, המעניק לחלקיקים אלמנטריים אחרים את המסה שלהם, התגלה בשנת 2012 על ידי חוקרים ב- CERN. אך בעוד שהתגלית של בוזון היגס אישרה את המודל הסטנדרטי של פיזיקת החלקיקים (שהיה המוסכמה המדעית מזה 50 שנה), קיומו האפשרי של חלקיק זה אינו עולה בקנה אחד עם זה.
תיאוריה אחרת, אולי אפילו יותר מרגשת, הייתה שהחלקיק היה הגרוויטרון המבוקש, החלקיק התיאורטי המשמש כ"נושא הכוח "לכוח הכבידה. אם אכן כך היה זה חלקיק, אז סוף סוף תהיה למדענים דרך להסביר כיצד היחסות הכללית ומכניקת הקוואנטים משתלבים זה בזה - משהו שחמק אותם מזה עשרות שנים ועיכב את התפתחותה של תיאוריה של הכל (ToE).
מסיבה זו חלה מידה רבה של התרגשות בקהילה המדעית, כאשר מעל 500 מאמרים מדעיים הופקו בנושא. עם זאת, הודות לכמויות הנתונים האדירות שנמסרו בחודשים האחרונים, חוקרי ה- CERN נאלצו להודיע ביום שישי ב- ICEP 2016 כי אין הוכחה חדשה לכך שהיה קיים חלקיק.
את התוצאות הוצגו על ידי נציגי הצוותים שהבחינו לראשונה בנתונים הלא שגרתיים בדצמבר האחרון. מייצג את גלאי ה- ATLAS של CERN, שציין לראשונה את צמדי הפוטונים, היה ברונו לנצי. בינתיים קיארה רובלי המייצגת את הצוות המתחרה המשתמש בסולנואיד הקומפקטי (CMS), שאישר את הקריאות.
כפי שהראו, הקריאות שהצביעו על בליטה בזוגות פוטון בדצמבר האחרון, נכנסו מאז לקו הגבול, והסירו כל ספק אם מדובר במפגע. עם זאת, כמו טיזיאנו קמפורס - דובר C.M.S. - צוטט על ידי ניו יורק טיימס כאמור ערב ההכרזה, הצוותים תמיד היו ברורים בכך שזו לא אפשרות אפשרית:
"אנחנו לא רואים כלום. למעשה, יש אפילו גירעון קטן בדיוק באותה נקודה. זה מאכזב מכיוון שנעשה כל כך הרבה הייפ בנושא. [אבל] תמיד היינו מאוד מגניבים בעניין. "
תוצאות אלה נאמרו גם במאמר שהוגש ל- CERN על ידי C.M.S. צוות באותו היום. ומעבדות CERN הדהדו את ההצהרה הזו בהודעה לעיתונות שפרסמה לאחרונה את הובלת הנתונים האחרונה שהוצגה ב- ICEP 2016:
"בפרט, הרמז המסקרן לתהודה אפשרית ב- 750 GeV שהתפרק לזוגות פוטונים, שגרם להתעניינות רבה מנתוני 2015, לא הופיע שוב במערך הנתונים הגדול בהרבה של 2016 ולכן נראה כתנודה סטטיסטית."
כל אלה היו חדשות מאכזבות, מכיוון שגילוי של חלקיק חדש יכול היה לשפוך מעט אור על השאלות הרבות שעולות מגילוי בוסון היגס. מאז שנצפה לראשונה בשנת 2012, ואושר בהמשך, מדענים נאבקים להבין איך זה שעצם הדבר שנותן לחלקיקים אחרים המסה שלהם יכול להיות כל כך "קל".
למרות היותו החלקיק היסודי הכבד ביותר - עם מסה של 125 מיליארד וולטים אלקטרוניים - תורת הקוונטים ניבאה כי בוזון היגס צריך להיות טריליוני פעמים כבד יותר. כדי להסביר זאת, פיזיקאים תיאורטיים תהו אם למעשה ישנם כמה כוחות אחרים בעבודה ששומרים על המסה של בוזון היגס - כלומר חלקיקים חדשים. אמנם טרם התגלו חלקיקים אקזוטיים חדשים, אך התוצאות עד כה היו מעודדות.
לדוגמה, הם הראו כי ניסויי LHC כבר רשמו פי חמש יותר נתונים בשמונת החודשים האחרונים ממה שהם עשו בכל השנה שעברה. הם גם הציעו למדענים הצצה לאופן התנהגותם של חלקיקים תת-אטומיים באנרגיות של 13 טריליון אלקטרונוולטים (13 TeV), רמה חדשה שהושגה בשנה שעברה. רמת אנרגיה זו התאפשרה מהשדרוגים שבוצעו ב- LHC במהלך ההתנתקות של שנתיים; קודם לכן, הוא פעל רק בחצי כוח.
דבר נוסף שכדאי להתפאר בו היה העובדה שה- LHC עלה על כל שיאי הביצועים הקודמים ביוני האחרון והגיע לשיא בהירות של מיליארד התנגשויות בשנייה. היכולת לערוך ניסויים ברמה אנרגטית זו, ולערב התנגשויות רבות זה, סיפקה לחוקרי LHC מערך נתונים גדול מספיק בכדי שיוכלו לבצע מדידות מדויקות יותר של תהליכי מודל סטנדרטי.
בפרט, הם יוכלו לחפש אינטראקציות חלקיקיות חריגות במסה גבוהה, המהווה מבחן עקיף לפיזיקה מעבר למודל הסטנדרטי - ספציפית חלקיקים חדשים שחזה על ידי התיאוריה של Supersymmetry ואחרים. ובעוד טרם גילו חלקיקים אקזוטיים חדשים, התוצאות עד כה היו מעודדות, בעיקר מכיוון שהן מראות שה- LHC מניב יותר תוצאות מתמיד.
ולמרות שגילוי משהו שיכול להסביר את השאלות העולות מגילוי בוסוני היגס היה יכול להיות פריצת דרך משמעותית, רבים מסכימים שזה פשוט מוקדם מדי לעודד את התקוות שלנו. כמו שאמר פאביולה ג'יאנוטי, המנכ"ל ב- CERN:
"אנחנו ממש בתחילת המסע. הביצועים המעולים של מאיץ ה- LHC, הניסויים והמחשוב מבשרים בצורה טובה ביותר לבחינה מפורטת ומקיפה של סולם האנרגיה של TeV, והתקדמות משמעותית בהבנתנו את הפיזיקה הבסיסית. "
לפי שעה נראה שכולנו נצטרך להיות סבלניים ולחכות לתוצאות מדעיות נוספות שייווצרו. וכולנו יכולים להתנחם בעובדה שלפחות לעת עתה הדגם הסטנדרטי עדיין נראה כמו הנכון. ברור שאין קיצורי דרך כשמדובר להבין כיצד היקום עובד ואיך כל כוחותיו הבסיסיים משתלבים זה בזה.
