Με δυό λόγια έχουμε τα εξής: Πρώτα-πρώτα είναι τα ηλεκτρόνια. Τα ηλεκτρόνια είναι στοιχειώδες σωματίδιο , πιο συγκεκριμένια είναι είδος λεπτονίου (εδώ επίσης ανήκουν και τα νετρίνα αλλά και μερικά άλλα σωματίδια).
Τα πρωτόνια και τα νετρόνια όμως, δεν είναι στοιχειώδη σωματίδια , αλλά αποτελούνται – συνθέτονται από Quark. Υπάρχουν έξι διαφορετικά quark και τρία quark συνθετουν ένα πρωτόνιο (ή νετρόνιο – ανάλογα με το είδος τους). Τα εν λόγω quark τώρα , κρατιούνται δεμένα μεταξύ τους με ένα άλλο σωματίδιο που ανήκει στην κατηγορία των μποζονίων – το γλουόνιο. Για την δύναμη αυτή που ασκούν τα γλουόνια θα πούμε και σε λίγο. Στα μποζόνια μαζί με το γλουόνιο ανήκει επίσης και το γνωστό μας φωτόνιο καθώς και τα W και Z μποζόνια.
Το σύμπαν λοιπόν αποτελειται από Κουάρκ, Λεπτόνια και Μποζόνια που συνδυαζόμενα δημιουργούν νέα-σύνθετα σωματίδια και που με τη σειρά τους συνθέτουν τον κόσμο γύρω μας.
Μπορεί παραπάνω η περιγραφή να είναι σχετικά απλουστευμένη , θα πρέπει όμως να σκεφτεί κανείς ότι υπάρχουν εξι διαφορετικά κουάρκ (και έξι αντικούαρκ) , δώδεκα ειδών λεπτόνια (που όπως είπαμε συμπεριλαμβάνουν τα γνωστά μας ηλεκτρόνια και ποζιτρόνια), τεσσάρων ειδών μποζόνια και καμιά ντουζίνα ακόμη σύνθετα σωματίδια (όπως τα επίσης γνωστά μας πρωτόνιο και νετρόνιο που ξαναθυμίζω προκύπτουν από τα στοιχειώδη) .
Συνεχίζουμε. Μια από τις πιο θεμελιώδεις θεωρίες της Φυσικής είναι το “Καθιερωμένο Πρότυπο” αγγλιστί Standard Model. Tο εν λόγω standard model συνδυάζει με θεωρητικό τρόπο αλλά και μαθηματικά μοντέλα τις 3 από τις τέσσερεις δυνάμεις αλληλεπίδρασης που γνωρίζουμε στο σύμπαν (Ισχυρή Πυρηνική, Ηλεκτρομαγνητική, Ασθενή Πυρηνική και Βαρυτική) καθώς και τα αντίστοιχα σωματίδια φορείς τους (Γλουόνια, Φωτόνια, W και Z Μποζόνια). Για την βαρυτική δεν έχει ανακαλυφθεί ακόμα σωματίδιο αλληλεπίδρασης (βαρυτόνιο;)
Το ωραίο με την Standard Model είναι ότι το μαθηματικό μοντέλο προβλέπει θεωρητικά όλα τα σωματίδια που υπάρχουν στο σύμπαν (στοιχειώδη ή σύνθετα) – με χαρτί και μολύβι που λένε – πριν ακόμα ανακαλυφθούν στο εργαστήριο.
Υπάρχουν όμως προβλήματα. Το κύριο πρόβλημα του Standard Model είναι ότι δεν προβλέπει ούτε καν θεωρητικά την ύπαρξη του (φανταστικού) “βαρυτονίου” και κατ επέκταση την σύνδεση του με την βαρύτητα. Όμως υπάρχει ένα ακόμη προβληματάκι.
Η αλήθεια είναι ότι στην απλή του μορφή το θεωρητικό αυτό μοντέλο προβλέπει ότι όλα τα στοιχειώδη σωματίδια είναι άμαζα – αϋλα . Αυτό βέβαια είναι πειραματικά αποδείξιμο ώς λάθος , διότι πχ έχουμε ήδη μετρήσει την μάζα λεπτονίων ή τών W και Z μποζονίων και δεν ήταν καθόλου μηδενική!!!
Για να λυθεί αυτό το παράδοξο , Ο Higgs τώρα έρχεται να συμπληρώσει την Standard Model εισάγωντας στο θεωρητικό μοντέλο ένα νέο στοιχειώδες σωματίδιο στην κατηγορία των Μποζονίων που ονομάζεται σωματίδιο Higgs. Τώρα από εδώ και πέρα τα πράγματα δυσκολεύουν και δεν μπορούν να εξηγηθούν με απλά λόγια , ας πούμε όμως ότιτο σωματίδιο Higgs είναι ένα από τα συστατικά ενός πεδίου που ονομάζεται πεδίο Higgs.
Το πεδίο αυτό κάνει ένα ωραίο κολπάκι που θέλει πολλά μαθηματικά για να το καταλάβει κανείς , αλλά περιγραφικά να πούμε ότι το πεδίο αυτό κάνει αυτό που οι φυσικοί λένε “θραύση της συμμετρίας της ηλεκτραασθενούς αλληλεπίδρασης” (συνδασμός της ηλεκτρομαγνητικής και της ασθενούς πυρηνικής – θυμάστε που τις αναφέραμε προηγουμένως;) και με αυτό τον τρόπο παράγει τρόπον τινά μάζα για τον εαυτό του αλλά και για άλλα μποζόνια.
Έτσι από το σχετικά αϋλο κόσμο των στοιχειωδών σωματιδίων περνάμε στον υλικό κόσμο των σύνθετων σωματιδίων και κατ’ επέκταση του κόσμου που βλέπουμε γύρω μας. Εάν το μποζόνιο Higgs υπάρχει τότε είναι ένα κύριο δομικό στοιχείο του κόσμου γύρω μας.
Το σωματίδιο λοιπόν αυτό , ελπίζουν να το παρατηρήσουν στον Επιταχυντή σωματιδίων LHC του CERN όταν θα μπεί σε πλήρη λειτουργία. Είναι ίσως το πιο συναρπαστικό πείραμα στην ιστορία του ανθρώπου. Θα αποδείξει εάν υπάρχει ότι πραγματικά μπορεί να υπάρξει μάζα από το τίποτα , ενέργεια από το τίποτα.
Είναι πραγματικά το “γεννηθήτω φώς” σε εργαστήριο. Είναι το κολπάκι που έκανε ο Θεός και έφτιαξε το σύμπαν από το μηδέν. Είναι πραγματικά το God’s Particle.