10 vjet pas Bozon-Higgs, cila është gjëja tjetër e madhe për fizikën?

Më 4 korrik 2012, shkencëtarët në CERN konfirmuan vëzhgimin e bozonit Higgs, një grimcë elementare e propozuar për herë të parë në vitet 1960. Zbulimi i bozonit ishte një rast i rëndësishëm, pasi do të thoshte se fizikanët ishin një hap më afër hetimit të fushës së lidhur me bozonin, i cili u jep grimcave masë.

Por që nga viti 2012, fizika e grimcave nuk ka pasur një ngjarje tjetër sizmike. Janë bërë zbulime të rëndësishme – u morën matje të sjelljes së muonit në një fushë magnetike, masa e bozonit W u mat më saktë dhe u zbuluan grimca të reja – por asgjë më befasuese sa konfirmimi i Higgs.

Por ne nuk jemi pesimistë: Ka shumë eksperimente magjepsëse që janë duke u zhvilluar që mund të ofrojnë hapin tjetër të madh në kuptimin tonë të universit nënatomik. Kështu që ne pyetëm disa fizikanë se ku mendojnë se mund të ndodhë ky zbulim. Përgjigjet e mëposhtme janë përmbledhur dhe redaktuar lehtë për qartësi.

Gjëja tjetër e madhe në fizikë do të jetë një kuptim më i mirë i materies së errët. Një numër objektesh do të ndizen dhe do të na lejojnë të eksplorojmë natyrën e materies së errët dukshëm më mirë se sa është arritur deri më sot. Për shembull, Shkëlqimi i Lartë-LHC do të rrisë me një rend të madhësisë numrin e bozoneve Higgs që duhet të studiojmë dhe ne do të jemi në gjendje të studiojmë vetitë e tyre me saktësi të jashtëzakonshme.

Kjo nga ana tjetër do të na japë një dritare të re përmes së cilës për të eksploruar lëndën e errët që përshkon universin, pasi çdo devijim nga parashikimet e Modelit Standard do të na drejtojë në drejtimin e fizikës së re të përfshirë. Objektet e tjera të reja, të tilla si Faza 4 e Sfondit të Mikrovalës Kozmike (CMB-S4), do të funksionojnë në një kornizë kohore të ngjashme. Do të jetë e mundur të kombinohen rezultatet nga këto objekte të ndryshme për të pikturuar pamjen tonë më të mirë të materies së errët që përshkon universin.

1) Zbulimi i grimcës së materies së errët. Ne kemi një rast hermetik që ka 5 herë më shumë lëndë sesa atomet (në çdo formë) mund të përbëjnë (> 50 sigma). Ne kemi kandidatë të mirë – grimca më e lehtë e supersimetrisë dhe aksioni – dhe eksperimente me aftësinë për të bërë një zbulim. Problemi i materies së errët ka qenë me ne pothuajse 100 vjet dhe është pjekur për t’u zgjidhur. Kur të ndodhë, ne do të mbyllim një mister, do të zbulojmë një formë të re të materies dhe do të hapim një derë të re për të studiuar mikrosekondin e parë të Universit. Çfarë mund të kërkoni më shumë!

2) Zbulimi i nënshkrimit të valëve gravitacionale të prodhuara nga inflacioni në polarizimin e Sfondit Mikrovalor Kozmik. Nëse nënshkrimi i polarizimit “B-mode” zbulohet dhe konfirmohet, kjo do të na tregonte se kur ndodhi inflacioni, si dhe do të ishte relikti më i vjetër në kozmologji. (Nëse zbulohen, këto valë gravitacionale do të ishin prodhuar kur Universi ishte 10^-36 sek.) Nuk është një detyrë e lehtë, por eksperimentet/eksperimentuesit janë në dorë: sinjali është një nivel nanoKelvin në CMB (temperatura e të cilit është 2,76 K).

3) Konfirmimi se mospërputhja e Hubble është reale. Domethënë, se shkalla e zgjerimit e matur drejtpërdrejt sot nuk është e barabartë me atë të matur në 400,000 vjet (matjet e sfondit kozmik të mikrovalës) dhe e ekstrapoluar përpara duke përdorur paradigmën tonë aktuale kozmologjike (Lambda CDM). Të dyja matjet mund të jenë të sakta nëse diçka mungon nga Lambda CDM.

4) Zbulimi i supersimetrisë në CERN. Një botë krejt e re e grimcave dhe shtëpia e parë e madhe për teorinë e superstringut.

5) Diçka e papritur në Observatorin e valëve gravitacionale me interferometër lazer (LIGO). Siç e dimë dhe duam të themi, është zbulimi i papritur në një strukturë të re si LIGO ose teleskopi ose përshpejtuesi që është më transformues. LIGO ka qenë një sukses fantastik, por të gjitha ngjarjet që ka zbuluar ishin ato të parashikuara: bashkimet e dy vrimave të zeza, dy yjeve neutron, dhe një vrime të zezë dhe një yll neutron. Po për një surprizë? (p.sh., si pulsarët ose kuasarët e mesit të viteve 1960)

Unë as nuk do të përmend shenjat e jetës diku tjetër (p.sh., Venusi, një hënë e Jupiterit ose Saturnit, ose në atmosferën e një ekzoplaneti). Kjo do të ndodhë, pyetja e vetme është kur dhe ku.