Un pariu asupra unei teorii mult iubite a fizicii ar putea ajunge in curand la scadenta

In 1994, intr-o seara calduroasa de vara din Erice, Sicilia, doi fizicieni au pus un pariu pe una dintre legile naturii, relateaza The Economist. Pariul, facut intre Kenneth Lane si David Gross, viza supersimetria, sau „Susy” pe scurt, o teorie care postuleaza ca toate particulele fundamentale au echivalente supersimetrice, mai grele, numite sparticule.

Cand a fost facut pariul, nu fusese identificata nicio sparticula.Insa erau in plina dezvoltare planurile pentru un accelerator de particule puternic – Large Hadron Collider (LHC).

Dr. Lane a propus ca, in cazul in care acceleratorul identifica dovezi care sa sustina aceasta teorie, ii va face cinste colegului sau cu o cina ca Girardet, un restaurant scump din Elvetia, considerat a fi unul dintre cele mai bune din lume. In caz contrar, ar urma sa faca cinste dr. Gross.

Termenii pariului, scrisi pe un servetel, stipulau ca rezultatul pariului va fi stabilit doar dupa ce acceleratorul de particule va produce suficiente date pentru a fi formulat un raspuns clar la aceasta problema.

Numarul ales, in niste unitati obscure folosite de fizicieni, a fost de 50 de invers-femtobarni, in linii mari 5 catralioane de coliziuni de mare viteza intre particulele pe care acceleratorul este proiectat sa le produca.

Doua decenii mai tarziu, Girardet nu mai exista. Intre timp, acceleratorul de particule a colectat circa 60 invers-femtobarni de date.

In lipsa observarii vreuneia dintre particulele pe care Susy le postuleaza, dr. Lane sustine ca a venit timpul ca dr. Gross (care a castigat Premiul Nobel in 2004) sa plateasca, daca nu cu o cina la Girardet, atunci cu una intr-un loc cu prestigiu echivalent. Dupa ce mai multe dintre emailurile sale au ramas fara raspuns, dr. Lane a inceput sa fie nerabdator: „David pare sa vrea sa scape de platit pariul”, spune acesta.

Un indiciu al aprecierii de care se bucura teoria supersimetriei este ca pariul de la Erice nu este unic. Un altul, pe o sticla de coniac la descoperirea unei sparticule pana in iunie 2016, a fost platit, in aceasta vara, in favoarea scepticului.

Susy are multi fani, asta pentru ca, daca s-ar dovedi adevarata, ar putea contribui la rezolvarea unor puzzle-uri ale fizicii. Materia intunecata, spre exemplu, este o substanta misterioasa despre care se stie ca formeaza circa 27% din intregul univers. Particulele postulate de Susy sunt un candidat plauzibil pentru materia intunecata. O „teorie unificata generala”, vanata de fizicieni timp de multe decenii, ar explica cum forte fundamentale precum gravitatia si electromagnetismul fuzioneaza intr-o singura forta la temperaturi foarte ridicate precum cele care au existat, se crede, cu putin inainte de Big Bang. Susy poate contribui la construirea unei astfel de teorii.

Poate ajuta si la clarificarea ciudateniei bosonului Higgs, o particula mult cautata si descoperita in 2012 de acceleratorul de particule de la Geneva. Bosonul Higgs interactioneaza cu multe alte particule, iar acestea impreuna ii dau masa. Insa incercarea de a-i prezice masa prin calcularea ei rezulta intr-un numar de circa 10 catralioane de ori mai mare decat valoarea sa reala. Calculele matematice s-au dovedit foarte dificile in acest caz. Susy spune insa ca sparticulele anuleaza contributiile partenerilor „reali”, nemaifiind nevoie de o interventie matematica..

Strict vorbind, Susy nu poate fi niciodata infirmata oficial. Poate fi optimizata astfel incat sparticulele sa apara doar la energii care sunt cu putin peste capacitatile celor mai bune acceleratoare de particule existente. Insa cu cat sunt facute mai multe astfel de optimizari, cu atat se erodeaza eleganta pentru care teoria este admirata.

In urma esecului acceleratorului de particule de a gasit dovezi in favoarea Susy, din ce in ce mai multi fizicieni argumenteaza ca obsesia domeniului cu aceasta teorie este o pierdere de timp si efort. Cercetatorii de la LHC filtreaza datele pe care le inregistreaza uitand-se mai intai dupa particulele favorizate de teorii, inclusiv de Susy. Alte idei mai putin populare primesc o parte mai mica din resurse. Asta ar putea impiedica alte descoperiri.

Dr. Lane, spre exemplu, crede ca asa numitul model compozit Higgs, care presupune ca bosonul Higgs este format din particule constitutive mai mici, ar trebui sa primeasca mai multa atentie.

Sabine Hossenfelder, fizician la Institutul pentru Studii Avansate din Frankfurt, este unul dintre cei care cred ca e timpul ca teoreticienii sa se concentreze asupra altor probleme – cum se comporta gravitatia la scala foarte mica in mecanica cuantica , spre exemplu.

In cazul in care acceleratorul de particule nu gaseste nicio urma de sparticule in datele acumulate in acest an, ea crede ca ultimul lucru de care are nevoie domeniul fizicii este o noua runda de ajustari ale Susy. „Asta nu e stiinta. E patetic”, spune Hossenfelder.

Dr. Gross nu este pregatit insa sa cedeze. Datele au venit, insa analiza lor nu este completa. „Se pare ca voi pierde acest pariu pana la sfarsitul anului”, spune el, „insa ar trebui sa asteptam cuvantul celor care fac experimentele”.

Pe termen lung, sunt mai multe in joc decat o cina de lux si o intelegere mai buna a realitatii. Acceleratoare sunt scumpe- constructia LHC a costat 5 miliarde de dolari. Mai are multi ani de activitate in fata si o multime de timp sa descopere ceva nou. Insa esecul aparent de a gasi dovezi convingatoare pentru Susy ii ingrijoreaza pe unii. In cazul in care LHC-ul nu reuseste sa descopere lucruri noi si sa revolutioneze fizica, atunci vor fi foarte greu de justificat planuri pentru un accelerator mai puternic.

Altele sunt mai lumesti: istoria stiintei este, in cele din urma, presarata cu teorii mult iubite dar gresite, de la ideea ca Pamantul este centrul creatiei pana la „eterul luminifer”, despre care s-a crezut, in secolul al XIX-lea, ca inunda universul.

In cazul in care Susy esueaza, dr. Gross spera ca ii va inspira pe tinerii teoreticieni sa vina cu idei noi. „Asta este o categorie care nu ne include nici pe Lane, nici pe mine”, adauga el.