LHC očekivanja

Sedam vrhunskih fizičara odgovaraju na pitanje "Šta očekujete od LHC-a?"



Martinus Veltman, NIKHEF, Amsterdam: "Neočekivano"

Šta ja očekujem od LHC-a? To je veliki problem. Ono što bih ja želeo da vidim to je ono što niko ne očekuje. Ako se desi ono što Standardni model direktno predvidja - Higs bozon sa malom masom - to ne bi bilo interesantno. Ja priželjkujem nešto mnogo uzbudljivije od toga. Iskreno se nadam da neće sve biti striktno po Standardnom modelu, jer ćemo u protivnom i dalje imati zatvorena vrata, bez izlaza na vidiku. Bilo šta osim raspada Higsa na dva fotona... Ali postoji mogućnost da se dese i drugi raspadi, jer ipak nas LHC uvodi u potpuno nov domen energija, i možda će nam on ukazati na stvari za koje do sada nismo znali da postoje. To je sve vrlo uzbudljivo i zato jedva čekam...

Veltman je podelio 1999. Nobelovu nagradu za fiziku sa svojim studentom Gerardus 't Hoftom za "razjašnjenje kvantne strukture elektroslabih interakcija u fizici".



David Gross, Kavli Institute of Theoretical Physics, University of California, Santa Barbara: "Super svet"

Očekujem nova otkrića koja će nam dati nagoveštaj o unifikaciji osnovnih sila u prirodi i možda razrešiti neke od mnogih misterija koje je Standardni model ostavio otvorenim. Ja lično očekujem da na LHC-u bude otkrivena supersimetrija i da će to ogromno otkriće, ako se desi, razotkriti jedan novi svet u fizici čestica - super svet. To će svakako LHC-u omogućiti rad za narednih 20 godina, a nama pomoći da razumemo neke od najdubljih problema o strukturi materije i fizike čestica. Supersimetrija je jedna odlična teorijska ideja, jer rešava tri glavna problema: unifikaciju sila, hijerarhiju masa i postojanje tamne materije. Kao takva supersimetrija predstavlja jedno prirodno rešenje za proširenje Standarnog modela na TeV skali energija.

Gross je 2004. godine podelio Nobelovu nagradu za fiziku sa Davidom Polizerom i Frank Wilczekom za "otkriće asimptotske slobode u teoriji jakih interakcija".



Gerardus 't Hooft, Spinoza Institute of Utrecht University: "Higs, ili više"

Prva stvar koju očekujemo, i kojoj se nadamo, je Higs bozon, pošto sam ja posebno ubedjen da Higs postoji. Moje kolege su uverene da će Higs biti pronadjen na LHC eksperimentima ako postoji. Zato smo svi mi vrlo spremni i radoznali, pošto se o Higsu vrlo malo zna, izuzev nekih naznaka kako on interaguje. Možda postoji više Higs čestica ili kompozitni Higs, ali većina nas misli da je to elementarna čestica. Moj san je da Higs bude otkriven zajedno sa drugim česticama čije postojanje još niko nije predvideo i koje ni nakoji način ne izgledaju kao čestice koje danas očekujemo. To bi bila najbolja od svih mogućnosti, jer bi tada morali da pronadjemo način kako da interpretiramo dobijene rezultate.

t Hooft je podelio Nobelovu nagradu za fiziku 1999. sa Martinus Veltmanom za "razjašnjenje kvantne strukture elektroslabih interakcija u fizici".



Carlo Rubbia, Generalni direktor CERN-a 1989-1993: "Priroda ce reći"

Mislim da je priroda mudrija od fizičara. Trebalo bi da imamo hrabrosti da kažemo: Neka nam priroda kaže šta se stvarno dešava. Prethodno iskustvo nam govori da je u svetu beskonačno malog, besmisleno predvidjati šta će biti sledeće otkriće. Na različite načine priroda će nas uvek iznenaditi. Da li će to iznenadjenje doći od dvostrukog beta raspada, nekog od podzemnih ili akceleratorskih eksperimenta teško je reći. Zato moramo da ostavimo otvorene sve mogućnosti i uživamo u fascinantnoj nauci.

Carlo Rubbia je podelio 1984. Nobelovu nagradu za fiziku sa Simon van der Meer-om za njihov rad koji je doveo do otkrića W i Z bozona u CERN-u. Rubbia je bio generalni direktor CERN-a od 1989. do 1993. i još uvek uglavnom boravi u CERN-u.



Sheldon Lee Glashow, Boston University: "Čestice koje se ne uklapaju ni u kakvu organizovanu šemu"

Ono što bi mi potpuno ispunilo dan bila bi apsolutna konfuzija koja je postojala tokom 1960-tih godina kada su otkrivene čestice koje se nisu uklapale ni u kakvu organizovanu šemu i kada nismo imali ideju sta se dogadja sve dok nije razvijen koncept Standardnog modela. Standardni model je teorijska konstrukcija koja daje vrlo dobar opis na energijama koje su do sada proučene. Ali Standardni model nipošto ne daje odgovor na sva naša pitanja: (1) Higs bozon još uvek nije otkriven. Dalje Higs mehanizam per se ne može u potpunosti da objasni narušenje elektroslabe simetrije. Mi ne znamo koja 'nova fizika' nam je potrebna, ali očekujemo da će podaci sa LHC-a dati odgovor bar na neka od njih. (2) Nebarionska tamna materija, čije su postojanje utvrdili astronomi, možda se sastoji od nove vrste čestica. Ako je tako, onda one mogu biti produkovane, registrovane i izučene na LHC-u.
Na druga pitanja odgovor neće biti tako lak. Kojim mehanizmom neutrino stiče masu? Ili pitanje koje me uvek muči: Zašto ima šest kvarkova i šest leptona uredjenih po rastućim masama? Potrebno je najmanje 20 parametara da se opišu različite mase i mešanja izmedju kvarkova i leptona. Većina njih je izmerena, ali formula koja povezuje tih 20 parametara još uvek nije pronadjena, i da li ćemo je ikada pronaći?

Sheldon Lee Glashow je podelio 1979. Nobelovu nagradu za fiziku sa Abdus Salamom i Steven Weinbergom za "doprinos ujedinjenoj teoriji elektromagnetnih i slabih interakcija, uključujući izmedju ostalog, i predvidjanje slabih neutralnih struja".



Lisa Randall, Harvard University: "Nove dimenzije"

Mislim da bi bilo neverovatno uzbudljivo kada bi našli dokaze o postojanju dodatnih dimenzija. Takodje mislim da bi bilo uzbudljivo kada bismo pronašli ono o čemu smo razmišljali ili ono o čemu nismo nikada razmišljali. Postoje i pitanja važna za Univerzum: šta je tamna materija? Ili što je još misterioznije šta je tamna energija, 70% energije koja ispunjava nas Univerzum, i koja nije povezana ni sa jednom formom poznate materije. Dakle, to su sve fascinantna pitanja. Ali ja mislim da je ideja o postojanju dodatnih dimenzija u prostoru takodje takvo fascinantno pitanje. Ako postoje dodatne dimenzije, mogli bismo da pronadjemo misteriozne čestice, kao što je čestica koja ima osobinu koju nazivamo 'spin-spin' dva. To je čestica koja bi bila povezana sa gravitonom koji prenosi gravitacionu silu, ali se kreće i u dodatnim dimenzijama. To bi bilo nešto što ne očekujete u većini drugih teorija, i što ima velike implikacije na to kako se Univerzum razvijao na samom početku. Zato bih ja bila jako uzbudjena ako bi se pokazalo da je to dobar pravac.
U nekom smislu LHC je čist skok u mrak. Ja se lično nadam da ćemo naći Higs bozon, ali isto tako da ćemo naći nešto potpuno novo, jer ima toliko nerešenih problema. Postoji mnogo modela o tome šta bi smo sve mogli da vidimo i zato nam je potrebno nešto sasvim neočekivano, što bi nas izvelo na pravi put. Postoji zabrinutost da mi nismo u stanju da smislimo dovoljno dobar model ili da bi interesantna fizika mogla ostati sakrivena od nas jer se dešava na visokim energijama koje ne možemo dostići na Zemlji. Ajnštajn je voleo da kaze da je priroda suptilnija, ali nije zlobna. Ali ovo bi bio primer da je priroda jednostavno zlobna. Sakriti interesantnu fiziku izvan našeg dosega. Zato bih ja volela da se interesantna fizika dešava na dovoljno niskim energijama.

Lisa Randall je profesor teorijske fizike na Harvardu. Oblast istraživanja je fizika čestica i kosmologija. Nosilac je brojnih nagrada i priznanja. U jesen 2004. bila je najcitiraniji teorijski fizičar za poslednjih pet godina.



George Smoot, Lawrence Berkeley National Laboratory: "Priroda tamne materije"

Zadatak fizike visokih energija je da razume strukturu materije. Postoje molekuli, postoje atomi, unutar atoma postoji jezgro, a unutar jezgra kvarkovi. Da li postoji nešto unutar kvarkova? Istovremeno, proučavanje materije na sve manjim i manjim rastojanjima pomaže nam da saznamo više o Univerzumu: kako je Univerzum izgledao i kako izgleda sada. Za mene kao kosmologa jedna od najvažnijih stvari je da kosmologija i fizika visokih enrgija počinju da se prekrivaju i postaju neophodne jedna drugoj. Iščekujem vesti o Higs čestici, zato što bih želeo da vidim da je Standarni model kompletiran. Takodje se nadam da će LHC početi da razotkriva dodatne dimenzije što će imati ogromne primene svuda. Ali čemu se najviše nadam je otkriće superismetrije ili nešto što će pokazati od čega je sastavljena tamna materija. To su velike, možda prevelike nade.

George Smoot je podelio 2006. Nobelovu nagradu za fiziku sa John Matherom za otkriće da kosmičko mikrotalasno zračenje (CMB) ima gotovo identičan spektar kao zračenje crnog tela i da je CMB anizotropno.