Το 1977, το ζεύγος Ray και Charles Eames κυκλοφόρησε μια ξεχωριστή ταινία μικρού μήκους με τίτλο «Powers of Ten», η οποία μέσα σε χρονικό διάστημα μόλις εννέα λεπτών, παρουσίαζε τα όρια της ανθρώπινης γνώσης. Οι «Δυνάμεις του Δέκα» ξεκινούν με την εικόνα ενός άνδρα ξαπλωμένου πάνω σε κουβέρτα πικνίκ μέσα σε στο πλαίσιο του ενός (=100) τετραγωνικού μέτρου. Η κάμερα απομακρύνεται διαδοχικά στα 10(=101) μέτρα, στα 100(=102) μέτρα, 1000(=103) μέτρα … για να φτάσει τελικά στα μέχρι τότε γνωστά όρια του παρατηρήσιμου σύμπαντος, τα 1024 μέτρα. Εκεί, από το πιο μακρινό σημείο του σύμπαντος, η ταινία αντιστρέφεται και η κάμερα επιστρέφει σταδιακά στην πρώτη εικόνα του πικ-νικ, όπου εστιάζει στο δέρμα του χεριού του ξαπλωμένου άνδρα, διεισδύοντας διαδοχικά σε μικρότερες κλίμακες: στους ιστούς, τα κύτταρα, το DNA, τα μόρια, τα άτομα και τελικά τους ατομικούς πυρήνες, μέχρι τα 10-14μέτρα. Η ήρεμη φωνή του αφηγητή ολοκληρώνει το ταξίδι λέγοντας: «… και καθώς ένα μόνο πρωτόνιο γεμίζει το σκηνικό μας, φτάνουμε στα όρια της σημερινής μας γνώσης».
Καθώς οι Eames ολοκλήρωναν το Powers of Ten, στα τέλη της δεκαετίας του ’70 οι φυσικοί των στοιχειωδών σωματιδίων έβαζαν σε τάξη τον «ζωολογικό κήπο» σωματιδίων που είχαν ανακαλυφθεί τις προηγούμενες δεκαετίες. Ολοκλήρωναν την θεωρία που περιέγραφε με πολύ μεγάλη ακρίβεια τα στοιχειώδη σωματίδια και την δυναμική τους. Την βάφτισαν με το άχαρο όνομα ‘Καθιερωμένο Πρότυπο’.
Σε γενικές γραμμές, το Καθιερωμένο Πρότυπο κατατάσσει τα στοιχειώδη σωματίδια σε δύο κατηγορίες: τα φερμιόνια και τα μποζόνια. Τα φερμιόνια, που είναι τα σωματίδια της ύλης και τα μποζόνια που μεταφέρουν τις θεμελιώδεις δυνάμεις (ηλεκτρομαγνητική, ασθενή και ισχυρή πυρηνική) μεταξύ των φερμιονίων. Περιλαμβάνει μόλις 17 στοιχειώδη σωματίδια:
Τα λεπτόνια μπορούν να είναι ηλεκτρικά φορτισμένα ή ουδέτερα. Τα φορτισμένα λεπτόνια είναι το ηλεκτρόνιο (e), το μιόνιο (μ) και το σωματίδιο ταυ (τ). Σε καθένα από αυτά αντιστοιχεί ένα ουδέτερο νετρίνο (νe, νμ, ντ).
Τα μποζόνια βαθμίδας μεταφέρουν δυνάμεις. Τα γλοιόνια (g) μεταφέρουν την ισχυρή πυρηνική δύναμη. Τα φωτόνια μεταφέρουν την ηλεκτρομαγνητική και τα μποζόνια W και Z μεταφέρουν την ασθενή πυρηνική δύναμη.
Το μποζόνιο Higgs είναι το στοιχειώδες σωματίδιο που σχετίζεται με το πεδίο Higgs, ένα πεδίο που διαπερνά ολόκληρο το σύμπαν και δίνει μάζα σε άλλα στοιχειώδη σωματίδια.
Κατά τη διάρκεια του μισού αιώνα που μεσολάβησε αφότου κυκλοφόρησε το «Powers of Ten», οι φυσικοί των σωματιδίων συνέχισαν να διεισδύουν στον μικρόκοσμο. Το μεγαλύτερο μέρος αυτής της παγκόσμιας προσπάθειας επικεντρώθηκε στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) του CERN.
Πλέον, οι φυσικοί των στοιχειωδών σωματιδίων έχουν πάει πολύ πιο πέρα από το σημείο που σταμάτησε η ταινία Powers of Ten, έφτασαν στην κλίμακα των 10-20 μέτρων, περίπου στο 1/10.000 του μεγέθους ενός πρωτονίου (υπενθυμίζεται ότι 1 zm=10-21μέτρα=1 εξάκις εκατομμυριοστό του μέτρου).
Όμως παρά την διεισδυτικότητά τους, οι θεωρητικοί φυσικοί των στοιχειωδών σωματιδίων αδυνατούν να δώσουν απαντήσεις σε ερωτήσεις όπως: ‘τι είναι σκοτεινή ύλη και σκοτεινή ενέργεια’, ‘γιατί η ύλη κυριαρχεί έναντι της αντιύλης’ και ‘πώς θα μπορούσε μια θεωρία όπως το Καθιερωμένο Πρότυπο να περιγράψει την βαρύτητα’. Από την άλλη, ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων δεν έχει βρει ούτε ένα (αριθμός 1) νέο σωματίδιο μετά την ανακάλυψη του μποζονίου Higgs το 2012.
Τι επιφυλλάσει το μέλλον; Διαβάστε το άρθρο του Dan Garisto στο ΜΙΤ Τechnology Review με τίτλο ‘Inside the hunt for new physics at the world’s largest particle collider‘, σχετικά με την παρούσα κατάσταση της πειραματικής σωματιδιακής φυσικής, την φαινομενολογία υψηλών ενεργειών, την είσοδο της τεχνητής νοημοσύνης στην ανάλυση πειραματικών δεδομένων, τις νέες ιδέες και τα προτεινόμενα σχέδια για το μέλλον, όπως ο γιγαντιαίος επιταχυντής FCC.
Κατηγορίες:HIGGS, ΣΤΟΙΧΕΙΩΔΗ ΣΩΜΑΤΙΑ, LHC
physicsgg 
Μόνο μία γλωσσική διόρθωση: Λέγεται «τεχνητή» νοημοσύνη και όχι «τεχνική». Κατά τ’ άλλα πολύ χρήσιμες γνώσεις!
Πραφανώς!
Ευχαριστώ ~ διορθώθηκε.
Only one word
APERADOSINI