Science Report: Marile descoperiri care vor schimba lumea în următorul deceniu (III): Fizica particulelor – găsirea axionului

Ultimul deceniu a adus progrese remarcabile în științe, de la descoperirea bozonului Higgs până la editarea genetică ca în povestirile științifico-fantastice. Dar care vor fi cele mai importante salturi următoare ale cunoașterii? Siteul Live Science a întrebat mai mulți experți care vor fi descoperirile, tehnicile și progresele din domeniile lor pe care vor fi entuziasmați să le vadă în anii ʼ20.

Fizica particulelor – găsirea axionului

În ultimul deceniu, cea mai mare veste din microcosmos a fost descoperirea bozonului Higgs, misterioasa „particulă a lui Dumnezeu” care dă masă celorlalte particule. Aceasta a fost considerată bijuteria coroanei în Modelul Standard, teoria suverană care descrie lumea particulelor subatomice.

Însă odată descoperit bozonul, multe alte particule mai puțin celebre au început să ocupe centrul atenției. În următorul deceniu vom avea o probabilitate rezonabilă pentru a găsi alta din aceste particule eluzive și încă doar ipotetice – axionul, după cum afirmă fizicianul Frank Wilczek, un laureat Nobel de la Massachusetts Institute of Technology (în 1978, Wilczek a fost primul care a propus existența axionului).

Axionul nu este în mod necesar o particulă unică, ci mai degrabă o clasă de particule cu proprietăți care interacționează rareori cu materia obișnuită. Acesta ar putea să explice o veche problemă dificilă: de ce par legile fizicii să acționeze în același fel atât asupra particulelor de materie, cât și a partenerilor lor din antimaterie, chiar dacă coordonatele lor spațiale sunt inversate.

Iar axionii sunt unii din principalii actori ai materiei întunecate, materia invizibilă care ține galaxiile laolaltă.

„Descoperirea axionului ar fi o mare realizare în fizica fundamentală, mai ales dacă se va întâmpla pe calea obișnuită, adică prin observarea unui fundal cosmic de axioni care asigură materia întunecată. Există o bună șansă să se întâmple în următorii 5-10 ani, deoarece inițiative experimentale ambițioase și care ar putea da rezultate răsar în toată lumea”, spune Wilczek.

Printre aceste inițiative se numără Axion Dark Matter Experiment (ADMX) și CERN Axion Solar Telescope, două instrumente importante care vânează aceste particule ascunse.

Acestea fiind zise, există și alte posibilități – poate că vom detecta unde gravitaționale sau mici valuri circulare în spațiu-timp, emanate din cea mai timpurie perioadă a universului, sau alte particule, cunoscute ca particule masive cu interacțiune slabă, care ar putea și ele explica materia întunecată, crede Wilczek.