מהמפץ הגדול לחלקיק הקטן

מהו החלקיק הקטן ביותר בטבע? ומהו ניסוי המפץ הגדול? פרופ' ארז עציון מביה"ס לפיזיקה ואסטרונומיה בפקולטה למדעים מדויקים ע"ש ריימונד ובברלי סאקלר באוניברסיטת תל-אביב, נמנה על צוות החוקרים במעבדת CERN בשוויץ, המרכז הגדול בעולם לחקר חלקיקים. פרופ' עציון חושף את החלק הפעיל של צוות המחקר הישראלי בניסוי, ושופך אור על גילוי חלקיק ההיגס - שכונה "החלקיק האלוהי".

תקציר:

הם גילו את כל מה שאנחנו יודעים על העולם ממה מורכב החומר. במרכז למחקר האירופאי סרן מחפשים את התשובות.

אתה חוקר בסרן – מה אתם חוקרים שם?

אנחנו מנסים להבין ממה העולם מורכב. זו הרפתקה שהתחילה לפני אלפי שנים כשהאנושות ניסתה להבין מה הדברים שמקיפים אותה ממה הם מורכבים וממה הם עשויים. היוונים הם אלו שלקחו את החומר וחילקו אותו לסוגים שונים של חומרים. אמרו שיש אטומים  - יש איזה יחידה יסודית, כל חומר מורכב מסוג מסויים של אטום, והרבה מאד שנים חשבו ששם זה נעצר. סרן היא מעבדה של מאיצי חלקיקים.  מה שאנו עושים הוא הרבה הרבה יותר מסובך. אנחנו יורים את החלקיקים באלומות אחת מול השנייה, הם מתנגשים , ההתנגשות הזאת יוצרת איזה תמונה סופר מסובכת. נוצרים המון חלקיקים חדשים, נוצרים שם מסלולים של חלקיקים שאנחנו לא בדיוק  יודעים לזהות אותם, ועכשיו אנחנו צריכים לקחת ולהבין מתוך זה מה היה שם. מה היה בתוך ההתנגשות. איך עושים את זה?  איך עושים את ההתנגשות בתוך מן עין מאד גדולה, העין הגדולה היא גלאי שההתנגשות קורית בתוכו, והוא רושם את כל התוצרים של ההתנגשות שנוצרים בתוכו. בסופו של דבר לוקחים ומורידים לאיזה תוכנת מחשב, מעבדים את התמונה הזאת ומנסים לנתח מתוכה מה נוצר בהתנגשות ומתוך מה שנוצר בהתנגשות גם מי עשה את זה.

מי השותפים למחקר?

השותפים למחקר חוקרים מכל העולם. בסרן יש משהו כמו 10,000 איש ששותפים לפרויקט, הפרויקט שאנחנו עובדים שנקרא אטלס זה ניסוי אחד גדול עם 3,000 שותפים, לאותו ניסוי - משהו כמו 170 אוניברסיטאות מתוכם 3 ישראליות עם עשרות שותפים מהארץ כולל משהו כמו 15 חוקרים מאוניברסיטת תל-אביב.

מה החלק של הקבוצה הישראלית כאן באוניברסיטת תל-אביב?

תל אביב שותפה בניסוי כבר 15 שנה היינו שותפים לניסוי מהשלבים המאוד ראשוניים של התכנון בנינו גלאים בישראל קולבורציה של מכון ויצמן טכניון ותל-אביב בדקנו את הגלאים פה במעבדה בתל-אביב, ליווינו אותם לסרן, ליווינו את ההתקנה, את התפעול שלהם. אבל מה שאנחנו עושים היום בעיקר עושים אנליזה של תוצאות מנתחים את התוצאות של הניסוי שהצטברו בשלוש השנים האחרונות, ומנסים להבין מהתוצאות האלה את סודות העולם.

כאן במעבדה בדקנו בעצם הרבה מאד מהגלאים שנבנו בארץ.  הפלטות האלה הם בעצם גלאים שמיועדים לתפוס את המיואונים שנכנסים לניסוי והם אחד מהסימנים להתחיל לקחת נתונים. בדקנו אותם במתקן הזה שבעצם משתמש בקרינה קוסמית כדי לראות אם הגלאים האלה עובדים, ואם הם עובדים באופן מדויק, אם הם עובדים בקצב הנכון ובמהירות המתאימה, ואם מספיק טובים כדי שאפשר לשלוח אותם לסרן. הגלאים כאן קיבלו את החותמת כשרות שלהם.  מכאן לקחנו את הגלאים בחבילות כאלה גדולות שלחנו אותם במשאית לג'נבה והתקנו אותם בתוך הגלאי הענק הזה שנקרא אטלס. אטלס זה מפלצת, אטלס זה גלאי של 50 מטר בגובה של 25 מטר מורכב ממיליוני גלאים שנבנו בעצם מכל העולם ונשלחו לסרן והחלק הישראלי זה הלוחות האלה שכאן.

לפני כשנה התגלה חלקיקי ה"היגס" מה משמעות של הגילוי הזה?

יש לנו תאוריה מאד מסודרת שמתארת את כל החומר שבעולם ואת הכוחות שמחברים את החומר הזה. אבל היתה לנו פינה אחת חסרה הפינה הזאת הייתה יכולה להיות מוסברת ע"י חלקיק ה- "היגס ". חיפשנו אותו במשך עשרות שנים, אלפי אנשים מחפשים לא ידענו בדיוק איפה הוא נמצא. הגענו למצב שכבר חשבנו שזה לא קיים. תאוריה הזאת כמעט והייתה צריכה למצוא איזה שהוא תחליף. ואז ששים שנה אחרי שהניבוי של החלקיק הזה הופיע בספרות פתאום רואים את הניצנים הראשונים ואחרי כמה חודשים במעבדה אנחנו מבינים שיש לנו את זה.  יש חלקיק חדש אנחנו מבינים אותו אנחנו מכירים אותו ופתאום אנחנו גם רואים אותו במעבדה.

גיליתם הכל אז לאן אתם הולכים מכאן?

גילינו הכל ולא גילינו כלום. יש לנו מצד אחד תמונה מאד מסודרת אבל המון שאלות. אנחנו לא מבינים באמת איך הדבר הזה קורה. הרמזים מובילים לכל מיני דרכים שחלקם סופר מסתוריות. אנחנו מחפשים חלקיקים בממדים אחרים אנחנו מחפשים ליצר חורים שחורים במעבדה. קוראים לזה ניסוי המפץ הגדול כי אנחנו מנסים לשחזר בתוך ההתנגשות, בנקודת ההתנגשות, אנרגיות שהיו בעולם רק קרוב מאד ליצירה של היקום הזה ברגע יצירת המפץ הגדול.