Όσο κι αν παλεύουμε να καταλάβουμε τον κόσμο, υπάρχουν ακόμα μυστήρια που δεν μπορούμε να λύσουμε. Στο αφιέρωμα αυτό θα παρουσιαστούν 26 από τα πιο δύσκολα τέτοια μυστήρια της επιστήμης.
Ο ηλεκτρισμός και ο μαγνητισμός είναι οι δύο πλευρές από το ίδιο νόμισμα. Υποτίθεται ότι υπάρχει μια βαθιά συμμετρία μεταξύ τους. Γιατί λοιπόν, όταν βλέπουμε μονήρη ηλεκτρικά φορτία όπως ηλεκτρόνια ή πρωτόνια δεν βλέπουμε έναν μονήρη μαγνητικό πόλο, ένα μονόπολο;
Σχεδόν σίγουρα υπάρχουν εκεί έξω: τα μονόπολα παίζουν έναν κρίσιμο ρόλο στις ευρέως αποδεκτές μεγάλες ενοποιητικές θεωρίες, για παράδειγμα. Οι θεωρίες της μεγάλης ενοποίησης προτείνουν ότι οι τέσσερις δυνάμεις της φύσης ξεπήδησαν από μία υπερδύναμη που υπήρχε μέχρι κάποιες στιγμές μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. [Πιο συγκεκριμένα, ο όρος Μεγάλη Ενοποιητική Θεωρία Grand Unified Theory ή GUT αναφέρεται σε διάφορα παραπλήσια μοντέλα της σωματιδιακής φυσικής. Τα μοντέλα αυτά αναφέρονται σε κλίμακες υψηλής ενέργειας, όπου σύμφωνα με το καθιερωμένο κοσμολογικό μοντέλο προσδιορίζονται τρεις αλληλεπιδράσεις βαθμίδας (gauge interactions), οι ηλεκτρομαγνητικές, οι ασθενείς και οι ισχυρές. Στις ενοποιητικές θεωρίες αυτές οι τρεις αλληλεπιδράσεις ενώνονται σε μια μόνη αλληλεπίδραση που χαρακτηρίζεται από μια μεγαλύτερη συμμετρία βαθμίδας και μια ενοποιημένη σταθερά.]
Το πρόβλημα είναι, πως το σύμπαν μας θεωρείται πως δεν περιέχει πολλά από αυτά τα μονόπολα της Ενοποίησης, δηλαδή ένα για κάθε 1029 πρωτόνια και νετρόνια στους ατομικούς πυρήνες: εάν υπήρχαν περισσότερα από αυτά, οι πιο εκλεπτυσμένες ερευνητικές μας μέθοδοι θα είχαν βρει έστω και ένα.
Και δεν μπορούμε να φτιάξουμε μερικά από αυτά. Τα μονόπολα της Μεγάλης Ενοποίησης θεωρείται ότι έχουν τόσο μεγάλη μάζα που δεν έχουμε αρκετά ισχυρούς σωματιδιακούς επιταχυντές για να δημιουργήσουμε κάποιο από αυτά. Δεν απασχολεί βέβαια ιδιαίτερα τους φυσικούς το τελευταίο. Ο Joe Polchinski, θεωρητικός φυσικός στο Ινστιτούτο Kavli της Θεωρητικής Φυσικής στη Santa Barbara της California, είπε πως η ύπαρξη μονόπολων μοιάζει σαν ένα από τα πιο ασφαλή στοιχήματα που μπορεί να βάλει κανείς σχετικά με τη φυσική που δεν έχουμε ακόμα δει.
Τη δεκαετία του 1930, ο Paul Dirac μας έδωσε έναν ακόμα καλύτερο λόγο για να πιστέψουμε στα μονόπολα, όταν έδειξε πως η ύπαρξή τους θα εξηγούσε με τη σειρά της την ύπαρξη των ηλεκτρονίων. Τα μονόπολα του Dirac θα μπορούσαν να έχουν οποιαδήποτε μάζα, λέει ο Kimball Milton του Πανεπιστημίου της Oklahoma στο Norman. Έτσι αυτά τα μονόπολα θα μπορούσαν να εμφανιστούν στους σωματιδιακούς επιταχυντές μας ή στα προϊόντα της αποσύνθεσης που προέρχεται από τη σύγκρουση κοσμικών ακτίνων στην ανώτερη ατμόσφαιρα.
Έχουν διεξαχθεί αρκετές έρευνες, αλλά χωρίς επιτυχία. Σημαίνει αυτό πως θα έπρεπε να τα παρατήσουμε; Ακόμα μπορεί να βρούμε ίχνη από μονόπολα στις κοσμικές ακτίνες, έτσι υπάρχει ακόμα ελπίδα, λέει ο Milton.
Μοιράζεται με τον Polchinski τη βεβαιότητα για τα μονόπολα. Το γεγονός ότι η ύπαρξή τους είναι σύμφωνη με όλη τη γνωστή φυσική σημαίνει πως σχεδόν σίγουρα υπάρχουν εκεί έξω, υπολογίζει. Πιστεύει στην αρχή που υιοθετήθηκε από τον διάσημο φυσικό Murray Gell-Mann: οτιδήποτε δεν απαγορεύεται είναι επιτακτικό. Τα μαγνητικά μονόπολα είναι συνεπή με την κβαντομηχανική, κι έτσι θα έπρεπε να υπάρχουν, λέει ο Milton.
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου