Cern – Μποζόνιο Higgs, η επόμενη μέρα

 

Ήταν η είδηση της ημέρας σε όλα τα ειδησεογραφικά πρακτορεία αλλά και τα μέσα κοινωνικής δικτύωσης. Ως σημασία, την παρομοίωσαν με την ανακάλυψη του DNA. Ως απήχηση στη φαντασία του κόσμου, με απόγονο της πρώτης αποστολής στο φεγγάρι. Σε κάθε περίπτωση, πρόκειται για το επιστέγασμα μιας προσπάθειας μισού αιώνα και χρειάστηκε να διανυθεί πολύς δρόμος για να φτάσουμε στην ανακοίνωση της ανακάλυψης ενός σωματιδίου με συμπεριφορά όμοια με αυτή που περιμένουν να έχει το Higgs.

Τον Μάϊο του 2012 , το κέντρο πυρηνικών ερευνών CERN ανακοίνωσε από τη Γενεύη ότι η προσπάθεια για τον εντοπισμό του σωματιδίου Higgs φτάνει προς το τέλος της, αποκαλύπτοντας πως ανακάλυψαν ένα σωματίδιο στην περιοχή ενεργειών που αναμένεται το σωματίδιο Higgs, με συμπεριφορά όμοια με αυτή που περιμένουν να έχει το Higgs. Μένει πλέον να αποδειχθεί τελειωτικά αν το νέο σωματίδιο είναι όντως το πολυπόθητο μποζόνιο Higgs, αλλά η ανακάλυψη θεωρείται δεδομένη από τους περισσότερους επιστήμονες. Λίγο αργότερα, ο ίδιος ο Peter Higgs, 83 χρονών σήμερα, από το μικρόφωνο του CERN και φανερά συγκινημένος δήλωνε ότι δεν πίστευε ποτέ πως η ανακάλυψη αυτή θα συνέβαινε στη διάρκεια της ζωής του, ενώ ζήτησε από την οικογένειά του να βάλει στο ψυγείο τη σαμπάνια, αποσπώντας ασφαλώς το θερμό χειροκρότημα όλων όσων παρακολουθούσαν.

cern-6H ιστορία του σωματιδίου Higgs

Η ιστορία ξεκινάει πολύ παλιά, όταν ήδη από τα τέλη του 19ου αιώνα, με την εξαιρετικά επιτυχημένη ηλεκτρομαγνητική θεωρία του Maxwell στην οποία με 4 εξισώσεις ενοποίησε τον ηλεκτρισμό με το μαγνητισμό, οι φυσικοί συνειδητοποίησαν ότι ο καλύτερος τρόπος να περιγράψει κανείς τη φύση είναι με τη διαμεσολάβηση πεδίων. Όλες μας οι θεμελιώδεις θεωρίες πλέον για τη φύση περιέχουν πεδία, είτε βαρυτικά είτε ηλεκτρομαγνητικά, είτε άλλα πιο εξωτικά με έντονη κβαντική συμπεριφορά. Τα πεδία διαδίδονται μέσω κάποιων σωματιδίων – φορέων, τα λεγόμενα μποζόνια τα οποία είναι και αυτά που αλληλεπιδρούν – εάν αλληλεπιδρούν, με την ύλη. Τα μποζόνια ονομάστηκαν έτσι προς τιμήν του Ινδού φυσικού Satyendra Bose για την έρευνα που έκανε στον τομέα αυτό.

cern-4Έπειτα από σημαντική πρόοδο στην εξερεύνηση των πεδίων που κυβερνάνε το μικρόκοσμο, με πρωτεργάτες τους Paul Dirac, Oskar Klein, Walter Gordon και Jeffrey Goldstone για να αναφέρουμε μόνο κάποιους, φθάνουμε στο 1964 όπου με μία σειρά από δημοσιεύσεις 6 νέων φυσικών, πρωτοδιατυπώθηκε ο λεγόμενος σήμερα μηχανισμός Higgs, ο τρόπος με τον οποίο πιστεύουμε ότι τα σωματίδια (ακόμη και το ίδιο το Higgs) αποκτούν μάζα.

Πρώτοι χρονικά σχετικά με το μηχανισμό αυτό δημοσίευσαν οι Robert Brout και François Englert από το πανεπιστήμιο των Βρυξελλών, τον cern-5Αύγουστο του 1964. Ο πρώτος όμως ο οποίος αναφέρθηκε συγκεκριμένα σε αυτό το σωματίδιο και τις ιδιότητές του ήταν ο Peter Higgs στη δημοσίευσή του Οκτωβρίου του ίδιου έτους με τίτλο «Σπασμένες συμμετρίες και οι μάζες των μποζονίων». Αν και πρόκειται για ένα άρθρο που αναμφίβολα αξίζει ένα Νόμπελ Φυσικής, είναι αξιοσημείωτο το γεγονός πως το άρθρο στην πρώτη του μορφή απορρίφθηκε από το περιοδικό Physics Letters «ως μη σχετικό με τη φυσική». Χρειάστηκε να προσθέσει μια ακόμη επεξηγηματική παράγραφο για να γίνει δεκτό στο Physical Review Letters, ενώ εκείνη την εποχή υπήρχαν επιστήμονες που χλεύαζαν την πορεία που ακολουθούσαν οι νεαροί τότε φυσικοί, κατηγορώντας τους πως δεν κατανοούν βασικές ιδέες της επιστήμης.

Να σημειώσουμε ότι ασφαλώς δεν ήταν ο Peter Higgs που έδωσε το όνομα του στο σωματίδιο που πρώτος αυτός συνέλαβε, όμως ο όρος καθιερώθηκε προς τιμήν του το 1972. Ο ίδιος, πάντα μετριοπαθής, αποφεύγει να αναφέρεται σε αυτό ως σωματίδιο Higgs, και κάνει μονίμως μνεία στους υπόλοιπους επιστήμονες που συμμετείχαν στη σειρά των ανακαλύψεων εκείνης της εποχής. Αν πάντως το όνομα μποζόνιο Higgs του ακούγεται περίεργο, ο όρος «σωματίδιο του Θεού» είναι κάτι που τον δυσανασχετεί ακόμη περισσότερο. Είναι ένα «παρατσούκλι» του σωματιδίου, που προέκυψε από το ευρέως γνωστό ομώνυμο εκλαϊκευμένο βιβλίο του φυσικού Leon Lederman στο οποίο περιγράφεται η πορεία της έρευνας για το σωματίδιο αυτό.

Ο ενθουσιασμός και η επόμενη μέρα

Την ανακάλυψη του νέου σωματιδίου υποδέχθηκε με ενθουσιασμό όλη η επιστημονική κοινότητα. Χαρακτηριστικά, η Μαρία Σπυροπούλου, cern-7καθηγήτρια Φυσικής στο Caltech, δήλωσε: «Ήταν ο λόγος που φτιάξαμε τον επιταχυντή LHC. Είναι ένα αποτέλεσμα χωρίς προηγούμενο. Πάνω από μία γενιά επιστημόνων περίμεναν αυτή ακριβώς τη στιγμή. Δουλέψαμε δεκαετίες για να φτάσουμε εδώ, χιλιάδες φυσικοί, μηχανικοί και τεχνικά, μέρα και νύχτα μοιραστήκαμε και αναλύσαμε στοιχεία και αναπτύξαμε νέες τεχνικές για να πετύχουμε αυτό το αποτέλεσμα». Παρόμοια μηνύματα καταφθάνουν από επιστήμονες σε όλο τον κόσμο δείχνοντας έτσι το πνεύμα συνεργασίας που διέπει το εγχείρημα.

cern-8Τη διαφαινόμενη ανακάλυψη σχολίασαν και ένθερμα επιστήμονες που για πολύ καιρό επιχειρηματολογούσαν εναντίον της θεωρίας του Higgs. Ο Stephen Hawking μάλιστα, που ήταν γνωστό πως είχε στοιχηματίσει 100 δολάρια πως το μποζόνιο Higgs δε θα βρεθεί είπε σε συνεντευξή του στο BBC πως θεωρεί εξαιρετικά σημαντική την ανακάλυψη, παρόλο που ο ίδιος θα προτιμούσε να μη βρεθεί το σωματίδιο, καθώς όπως υποστήριξε, «όλες οι μεγάλες ανακαλύψεις στη φυσική προέκυψαν από πειράματα που δεν έδειξαν αυτό που περιμέναμε».

Το μόνο σίγουρο είναι πως οι ανακαλύψεις στο CERN δε σταματάνε εδώ. Η ισχύς που έχει φτάσει ο επιταχυντής μέχρι σήμερα είναι της τάξεως των 8 ΤeV, αλλά έχει τη δυνατότητα να φθάσει μέχρι τα 14 TeV, «μπαίνοντας» σε περιοχές ενεργειών εντελώς ανεξερεύνητες. Και η μέχρι σήμερα εμπειρία δείχνει ότι η φύση δε σταματά να μας εκπλήσσει όσο εισερχόμαστε βαθύτερα στα μυστικά της.

 Επιταχυντής σωματιδίων, LHC

Επιταχυντής σωματίδιων ονομάζεται μια ειδική μηχανική διάταξη που μπορεί και επιταχύνει σωματιδία σε μεγάλες ταχύτητες. Στην πραγματικότητα ο επιταχυντής σωματιδίων επιταχύνει δέσμες φορτισμένων σωματιδίων π.χ. πρωτονίων και ηλεκτρονίων κατά μήκος μιας τροχιάς, χρησιμοποιώντας ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία. Όταν πλέον οι δέσμες των σωματιδίων αυτών αναπτύξουν πολύ μεγάλη cern-3ταχύτητα οδηγούνται πάνω σε άλλα σωματίδια καλούμενα σωματίδια στόχοι. Συχνά δέσμες σωματιδίων που κινούνται σε αντίθετες κατευθύνσεις συγκρούονται στο εσωτερικό του επιταχυντή με συνέπεια να δημιουργούν νέα σωματίδια. Ειδικές ανιχνευτικές διατάξεις καθώς και υπολογιστές μπορούν και καταγράφουν τις τροχιές των σωματιδίων αυτών καθώς και τις εκτροπές και τροχιές των νέων σωματιδίων που προκύπτουν μετά τις συγκρούσεις των πρώτων.

Καθημερινές εφαρμογές βρίσκονται σε συσκευές τηλεόρασης, ραντάρ και γεννήτριες ακτίνων Χ. Τα σωματίδια περιέχονται σε έναν σωλήνα κενού έτσι ώστε να μην χάνουν ενέργεια χτυπώντας σε μόρια αέρα. Σε επιταχυντές υψηλής ενέργειας, τετραπολικοί μαγνήτες χρησιμοποιούνται για να εστιάσουν τα σωματίδια σε μία δέσμη και να αποτρέψουν την μεταξύ τους ηλεκτροστατική ή απωστική δύναμη που θα μπορούσε να τα εκτρέψει.

Υπάρχουν δύο βασικοί τύποι επιταχυντών, οι γραμμικοί και οι κυκλικοί.

LHC_CERNΟ LHC έχει δύο υπεραγώγιμους δακτυλίους, στους οποίους τα πρωτόνια θα κινούνται σε αντίθετες κατευθύνσεις μέσα σε σχεδόν απόλυτο κενό. Τα πρωτόνια θα συγκεντρώνονται σε πυκνές δέσμες, προκειμένου να επιτυγχάνονται όσο το δυνατόν περισσότερες συγκρούσει. Η συγκέντρωση των πρωτονίων θα γίνεται με τη βοήθεια πανίσχυρων μαγνητικών πεδίων.

Σε τέσσερα σημεία του επιταχυντή υπάρχουν τεράστιοι ανιχνευτές και εκεί θα συγκρούονται μεταξύ τους τα πρωτόνια. Η ενέργεια που θα επιτυγχάνεται σε αυτές τις συγκρούσεις θα φτάνει τα 14 τρισεκατομμύρια ηλεκτρονιοβόλτ (TeV) ή 7 TeV κάθε δέσμη πρωτονίων, θα είναι δηλαδή επτά φορές ισχυρότερη απ’ ό,τι στο μεγαλύτερο ως τώρα επιταχυντή του κόσμου, τον επιταχυντή Tevatron του Εργαστηρίου Fermi στις ΗΠΑ.

Κάθε δέσμη πρωτονίων περικλείει ποσότητα ενέργειας ίση με αυτή ενός τρένου βάρους 400 τόνων που κινείται με 150 χλμ./ώρα. Όμως, μόνο ένα απειροελάχιστο μέρος αυτής της ενέργειας απελευθερώνεται σε κάθε σύγκρουση. Το κέρδος όμως είναι ότι ο LHC θα έχει την δυνατότητα να συγκεντρώνει αυτή την ενέργεια σε μια περιοχή μικρότερη και από έναν ατομικό πυρήνα.

Τα σωματίδια που θα παράγονται από τις συγκρούσει θα καταγράφονται από τους τέσσερις ανιχνευτές: ALICE, CMS, ATLAS και LHCb.

«Ολοκαίνουργια ύλη» δημιουργήθηκε στο CERN!

Oι συγκρούσεις στον επιταχυντή LHC παρήγαγαν νέο είδος σωματιδίων.

 

συγκρούσεις σωματιδίωνΟι συγκρούσεις σωματιδίων στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Πυρηνικών Ερευνών (CERN) παρήγαγαν μια άγνωστη μέχρι σήμερα μορφή ύλης. Πρόκειται για κύματα γκλουονίων που έχουν χαρακτηριστικά υγρού με τους ειδικούς να ονομάζουν αυτή τη νέα ύλη «χρωμο-υάλινο συμπύκνωμα».

Τα γκλουόνια

Τα γκλουόνια ή γλοιόνια είναι στοιχειώδη σωματίδια με μηδενική μάζα ηρεμίας και μηδενικό ηλεκτρικό φορτίο. Είναι σωματίδια τα οποία μεταφέρουν την ισχυρή αλληλεπίδραση, με την οποία αλληλεπιδρούν τα κουάρκ, θεμελιώδη σωματίδια από τα οποία απαρτίζεται η ύλη. Τα γκλουόνια συνδέονται με την πολύ ισχυρή δύναμη που επιτρέπει στα κουάρκ να «κολλούν» μεταξύ τους μέσα στα πρωτόνια και τα νετρόνια. Για αυτό και ονομάστηκαν «gluons» από την αγγλική λέξη glue που σημαίνει κόλλα.

Η νέα ύλη

Οι επιστήμονες δεν περίμεναν ότι οι συγκρούσεις πρωτονίων και ιόντων μολύβδου θα είχαν αυτή την εξέλιξη. Η ύπαρξη αυτής νέας μορφής ύλης όμως εξηγεί την παράξενη συμπεριφορά που έχουν ορισμένες φορές τα σωματίδια μέσα στον επιταχυντή.

Στα πειράματα που γίνονται στο LHC οι συγκρούσεις πρωτονίων και ιόντων ρευστοποιούν αυτά τα σωματίδια και παράγουν νέα τα περισσότερα εκ των οποίων «πετούν» προς κάθε κατεύθυνση με ταχύτητες που πλησίαζαν εκείνη του φωτός. Πρόσφατα οι ερευνητές παρατήρησαν ότι ορισμένα ζεύγη σωματιδίων «πετούσαν» από το σημείο της σύγκρουσης σε συσχετισμένες κατευθύνσεις.

«Με κάποιο τρόπο καταφέρνουν να πετούν προς την ίδια κατεύθυνση αν και δεν είναι ακόμη ξεκάθαρο το πώς επικοινωνούν μεταξύ τους για να κινηθούν μαζί. Αυτό ήταν μια έκπληξη για όλους» αναφέρει ο Γκάνθερ Ρόλαντ, φυσικός του ΜΙΤ και μέλος της ερευνητικής ομάδας που ανέλυσε τα δεδομένα των πρόσφατων σωματιδιακών συγκρούσεων στον LHC. Η έρευνα δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Physical Review B».

Τα πειράματα

Παρόμοια «πτητικά» μοτίβα παρουσιάζονται όταν συγκρούονται μεταξύ τους βαρέα σωματίδια όπως παραδείγματος χάριν, σωματίδια μόλυβδου μεταξύ τους. Αυτού του είδους οι συγκρούσεις δημιουργούν αυτό που οι ειδικοί ονομάζουν «πλάσμα κουάρκ-γκλουονίων», μια μορφή της ύλης που εμφανίστηκε αμέσως μετά τη Μεγάλη Έκρηξη που γέννησε το Σύμπαν. Πρόκειται για μια κατάσταση στην οποία παύουν να ισχύουν οι δυνάμεις που συγκρατούν τους πυρήνες των ατόμων και η ύλη μετατρέπεται σε μια «αρχέγονη σούπα» από κουάρκ και γκλουόνια, θεμελιώδη σωματίδια που δεν διασπώνται περαιτέρω. Ολόκληρο το Σύμπαν ήταν μια σούπα κουάρκ-γκλουονίων για μερικά χιλιοστά του δευτερολέπτου μετά το σχηματισμό του πριν από 13,7 δισεκατομμύρια χρόνια.

Ομως η δημιουργία πλάσματος κουάρκ-γκλουονίων δεν είναι δυνατή με συγκρούσεις πρωτονίων και μολύβδου σαν αυτές που γίνονται αυτή την εποχή στο CERN. Τώρα οι ερευνητές πιστεύουν ότι ένα διαφορετικό είδος ύλης, το «χρωμο-υάλινο συμπύκνωμα», είναι πιθανό να λειτουργεί με τρόπο παρόμοιο με το πλάσμα κουάρκ-γκλουονίων.

Η διεμπλοκή

Οι ειδικοί εκτιμούν ότι πίσω από αυτό το συμπύκνωμα κρύβεται ένας μηχανισμός που ονομάζεται κβαντική διεμπλοκή. Η κβαντική διεμπλοκή είναι το φαινόμενο κατά το οποίο δύο αντικείμενα που δημιουργούνται μαζί (για παράδειγμα δύο ηλεκτρόνια) μένουν σε κατάσταση διεμπλοκής μεταξύ τους, ασχέτως του χώρου που μεσολαβεί πλέον από το ένα στο άλλο. Αυτό σημαίνει ότι, ακόμη και αν βρίσκονται πολύ μακριά το ένα από το άλλο, η αλλαγή της κατάστασης του ενός θα έχει αντίκτυπο και στο άλλο.

Ετσι, είτε πρέπει να δεχτούμε πως η πληροφορία μπορεί να ταξιδέψει με άπειρη ταχύτητα είτε πως στην πραγματικότητα τα δύο αντικείμενα βρίσκονται ακόμα σε «επαφή», σε σύνδεση μεταξύ τους, σε κατάσταση διεμπλοκής. Η κβαντική διεμπλοκή είναι υπαρκτό φαινόμενο και παρατηρείται σε πειράματα, όχι μόνο στο μικρόκοσμο, αλλά και σε μεγαλύτερες κλίμακες.

Το σωματίδιο Χιγκς μπορεί να εξηγήσει τη σκοτεινή ύλη

 

σκοτεινη υληΣύμφωνα με την όσα γνωρίζουμε μέχρι σήμερα, το γεγονός πως στο Σύμπαν φαίνεται να υπερισχύει δραματικά η ύλη έναντι της αντιύλης είναι ανεξήγητο καθώς μαθηματικά τουλάχιστον θα έπρεπε να υπάρχουν ίσες ποσότητες ύλης και αντιύλης.

Η ύπαρξη της αντιύλης βρέθηκε θεωρητικά από το βρετανό φυσικό Paul Dirac τον προηγούμενο αιώνα, κι έκτοτε έχει επιβεβαιωθεί πειραματικά από τους επιταχυντές σωματιδίων. Για κάθε σωματίδιο ύλης υπάρχει το αντίστοιχο σωματίδιο αντιύλης, με ίδια μάζα και κβαντικές ιδιότητες, αλλά αντίθετο ηλεκτρικό φορτίο (στην περίπτωση που έχει φορτίο). Ενώ τα σωματίδια ύλης έχουν θετική ενέργεια, τα σωματίδια αντιύλης έχουν αρνητική.

Σήμερα θεωρείται πως το σωματίδιο Χιγκς δεν έχει το δικό του αντισωματίδιο, όμως το Καθιερωμένο Πρότυπο της Κοσμολογίας επιτρέπει την ύπαρξη μποζονίων αντι-Χιγκς  όταν το Σύμπαν ήταν ακόμη πολύ νεαρό.

Σύμφωνα με τους δύο ερευνητές, η ασυμμετρία μεταξύ του συγκεκριμένου σωματιδίου με το αντισωματίδιό του ήταν υπεύθυνη για την επικράτηση της ύλης στο Σύμπαν. Στο δικό τους μοντέλο, υπάρχει ένας μηχανισμός που ευνοεί τη δημιουργία σωματιδίων Χιγκς και οδηγεί στην επικράτηση της ύλης έναντι της αντιύλης. O μηχανισμός αυτός καλείται Χιγκσογένεση (Higgsogenesis), και έχει υπάρξει στο παρελθόν αντικείμενο μελέτης και άλλων επιστημόνων.

σκοτεινη υλη1Περαιτέρω, προτείνουν πως εάν το σωματίδιο Χιγκς αλληλεπιδρά με τη σκοτεινή ύλη, δημιουργώντας για παράδειγμα σωματίδια σκοτεινής ύλης όταν διασπάται, θα μπορούσε να είναι υπεύθυνο και για την αναλογία ύλης με σκοτεινή ύλη που παρατηρούμε σήμερα στο Σύμπαν (περίπου 1 προς 6).

Αυτό το τελευταίο σημείο είναι μια καλή ευκαιρία για πειραματική απόδειξη της θεωρίας των δύο επιστημόνων, καθώς αν πράγματι το Χιγκς διασπάται σε σωματίδια σκοτεινής ύλης, αυτό θα μπορεί να επιβεβαιωθεί από τα πειράματα στον επιταχυντή σωματιδίων LHC στη Γενεύη.

Καθώς όμως οι ανιχνευτές δεν μπορούν να εντοπίσουν άμεσα τα σωματίδια σκοτεινής ύλης, μια τέτοια ανακάλυψη θα έρθει με έμμεσο τρόπο, βρίσκοντας πως κάποια σωματίδια Χιγκς δημιουργήθηκαν και απλά εξαφανίστηκαν. Για να γίνει αυτό θα χρειαστούν ακόμη κάποια χρόνια ερευνών στον τεράστιο όγκο δεδομένων του LHC.

O μηχανισμός Χιγκς ίσως σχετίζεται με την απότομη διαστολή του Σύμπαντος

Την ιδέα πως το μποζόνιο Χιγκς και ο μηχανισμός που είναι υπεύθυνος για τη μάζα των σωματιδίων σχετίζεται άμεσα με την πρώιμη διαστολή του Σύμπαντος διατυπώνουν δύο ερευνητές.

ΣΥΜΠΑΝ1Πρόκειται για το Φέντορ Μπεζρούκοφ από το ερευνητικό κέντρο RIKEN-BNL των ΗΠΑ και τον Μίκαϊλ Σαπόσνικοφ από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Λοζάνης, οι οποίοι υποστηρίζουν πως το πεδίο Χιγκς σχετίζεται με την εκθετική διαστολή που έλαβε χώρα λίγο μετά τη Μεγάλη Έκρηξη που δημιούργησε το Σύμπαν όπως επίσης και με το σχήμα του.

Σήμερα πιστεύουμε πως το Σύμπαν γεννήθηκε πριν από περίπου 13.8 δισεκατομμύρια χρόνια μέσω  μίας Μεγάλης Έκρηξης που προέκυψε από ένα μοναδικό σημείο άπειρης πυκνότητας και ενέργειας και από τότε διαστέλλεται συνεχώς. Παρατηρήσεις του σχήματος και της γεωμετρίας του Σύμπαντος ευνοούν τη θεωρία του κοσμικού πληθωρισμού, η οποία υποστηρίζει πως για ένα μικρό διάστημα λίγο μετά τη Μεγάλη Έκρηξη το Σύμπαν μπήκε σε μία διαδικασία εκθετικής διαστολής, διευθετώντας με κομψό τρόπο ορισμένα από τα μεγαλύτερα προβλήματα της σύγχρονης κοσμολογίας.

Η θεωρία του κοσμικού πληθωρισμού έλαβε πρόσφατα και πειραματική επιβεβαίωση μέσω της ανακάλυψης βαρυτικών κυμάτων στην ακτινοβολία από τη Μεγάλη Έκρηξη από το πείραμα BICEP2, κάτι που αποτελούσε πρόβλεψη της θεωρίας. Τα βαρυτικά κύματα αποτελούν  ρυτιδώσεις στη δομή του χωροχρόνου που διαδίδονται με την ταχύτητα του φωτός και προβλέπονται από τη θεωρία του Αϊνστάιν για τη βαρύτητα.

Στην πλευρά της σωματιδιακής φυσικής, τα πειράματα στον επιταχυντή LHC του CERN έχουν δείξει πως η μάζα του μποζονίου Χιγκς βρίσκεται πολύ κοντά σε μία κρίσιμη τιμή η οποία ξεχωρίζει δύο είδη Σύμπαντος: ένα σταθερό Σύμπαν όπως αυτό που παρατηρούμε και ένα ασταθές.

Οι δύο ερευνητές μελέτησαν τον αντίκτυπο που μπορεί να έχει η συγκεκριμένη κρίσιμη τιμή της μάζας του Χιγκς σε σχέση με τη θεωρία του κοσμικού πληθωρισμού. Μέσω μίας σειράς θεωρητικών επιχειρημάτων κατέληξαν στο συμπέρασμα πως όσο πιο κοντά βρίσκεται η μάζα του σωματιδίου Χιγκς στην κρίσιμη τιμή, τα βαρυτικά κύματα από τη Μεγάλη Έκρηξη γίνονται ολοένα και πιο ισχυρά.

Η σύνδεση του φαινομένου Χιγκς με τα βαρυτικά κύματα του πρώιμου Σύμπαντος θα έχει σημαντικές συνέπειες στην έρευνα αλλά και στο σχεδιασμό των πειραμάτων που μελετούν τις πρώτες στιγμές του Σύμπαντος. Σύμφωνα πάντως με τους δύο ερευνητές, εάν η μάζα του σωματιδίου Χιγκς έχει ακριβώς την κρίσιμη τιμή, τότε τα αποτελέσματα του BICEP2 εξηγούνται  ικανοποιητικά, δίνοντας μία νέα αξιοπιστία στα αποτελέσματα του BICEP2 που έχουν αμφισβητηθεί έντονα το τελευταίο διάστημα από μέρος της επιστημονικής κοινότητας.

Advertisements