Ένας φιλόσοφος προτείνει να ξαναδούμε τον τρόπο με τον οποίο ορίζονται τα σωματίδια στο καθιερωμένο μοντέλο της φυσικής των σωματιδίων.
Το καθιερωμένο μοντέλο ίσως χρειάζεται όχι μόνο επιστημονική, αλλά και φιλοσοφική αναθεώρηση, με επανεξέταση ακόμη και του τι κάνει ένα σωματίδιο να λογίζεται ως σωματίδιο εξαρχής.
Στο μοντέλο αυτό, κάθε σωματίδιο που συμμετέχει είτε στη συγκρότηση της ύλης είτε στη μεταφορά μιας δύναμης έχει τη θέση του, όπως και τα συστατικά του. Με αυτόν τον τρόπο, το καθιερωμένο μοντέλο θυμίζει τον περιοδικό πίνακα των στοιχείων, καθώς καταγράφει τα δομικά στοιχεία του κόσμου μας. Όμως ο George Hobart, από το Πανεπιστήμιο του Μπρίστολ στη Βρετανία, υποστηρίζει ότι αυτή η καταγραφή ίσως χρειάζεται να επανεξεταστεί και να αλλάξει, ώστε το μοντέλο να αποτυπώνει καλύτερα τη φυσική πραγματικότητα.
Στο επίκεντρο της συλλογιστικής του βρίσκονται τα νετρίνα, τα οποία είναι διαβόητα δυσπρόσιτα, επειδή αλληλεπιδρούν πολύ ασθενώς με άλλα σωματίδια μέσω της βαρύτητας ή, σε πολύ μικρές αποστάσεις, μέσω της ασθενούς πυρηνικής δύναμης. Επιπλέον, η μάζα τους δεν είναι γνωστή με ακρίβεια, ενώ το καθιερωμένο μοντέλο δεν μπορεί να τη προβλέψει μέσω του λεγόμενου μηχανισμού Higgs, που εξηγεί τις μάζες όλων των άλλων σωματιδίων.
Υπάρχει και μια ακόμη ιδιαιτερότητα. Το καθιερωμένο μοντέλο καταγράφει τρία διαφορετικά νετρίνα — το ηλεκτρονικό νετρίνο, το νετρίνο του μιονίου και το νετρίνο του ταυ — το καθένα από τα οποία έχει έναν βαρύτερο «μεγάλο αδελφό» που μοιράζεται το όνομά του: ηλεκτρόνιο, μιόνιο και ταυ. Ενώ ένα ηλεκτρόνιο δεν μπορεί να μετατραπεί αυθόρμητα σε μιόνιο, ένα ηλεκτρονικό νετρίνο μπορεί, για παράδειγμα, να μετατραπεί τυχαία σε νετρίνο του μιονίου.
Ο Hobart λέει ότι βοηθά να φανταστεί κανείς το καθιερωμένο μοντέλο ως έναν πραγματικό πίνακα, με όλα τα νετρίνα σε μία σειρά και τους «μεγάλους αδελφούς» τους σε μια άλλη. «Δεν έχουμε καμία ένδειξη ότι οι μεγάλοι αδελφοί μπορούν να ανταλλάσσονται οριζόντια. Έχουμε πολύ ισχυρές ενδείξεις ότι δεν μπορούν. Όμως, για κάποιον λόγο, τα νετρίνα… μπορούν να ανταλλάσσονται οριζόντια», λέει.
Για έναν φιλόσοφο, προσθέτει, αυτό γεννά το ερώτημα αν αυτή η κατηγοριοποίηση έχει νόημα. Από τα πολλά πειράματα γνωρίζουμε ότι τα νετρίνα υπάρχουν και ποια είναι τα χαρακτηριστικά όλων των άλλων σωματιδίων στο καθιερωμένο μοντέλο, όμως υπάρχουν πολλοί τρόποι να μετατραπεί αυτή η γνώση σε ένα σύστημα κατανόησης, ή σε μια οντολογία.
Οι σημερινές γραμμές και στήλες του καθιερωμένου μοντέλου βασίζονται στις ιδιότητες της μάζας και της «γεύσης», δηλαδή της ιδιότητας που ξεχωρίζει τα τρία νετρίνα. Τα νετρίνα δημιουργούν προβλήματα και στα δύο μέτωπα, καθώς μπορούν να αλλάζουν γεύση και ο τρόπος με τον οποίο αποκτούν μάζα παραμένει μυστήριο. Γι’ αυτό ο Hobart προτείνει να ξανασχεδιαστεί το καθιερωμένο μοντέλο, ώστε τα δομικά του στοιχεία να γίνουν «οικογένειες», δηλαδή ολόκληρες σειρές, και όχι τα επιμέρους σωματίδια που τις αποτελούν.
Με αυτόν τον τρόπο, τα τρία νετρίνα θα θεωρούνταν κβαντικές καταστάσεις μιας πιο θεμελιώδους οντότητας, και όχι τρία ξεχωριστά αντικείμενα. Αυτό, λέει ο Hobart, ίσως αλλάξει τον τρόπο με τον οποίο οι ερευνητές σκέφτονται τις αινιγματικές τους μεταμορφώσεις, οδηγώντας τους πρώτα να εστιάσουν σε ό,τι μοιράζονται πιο θεμελιωδώς.
«Αυτό δεν αλλάζει καμία από τις φυσικές», λέει. «Αντίθετα, παίρνουμε αυτή την εκπληκτική θεωρία που οι άνθρωποι χτίζουν εδώ και σχεδόν έναν αιώνα και προσπαθούμε να καταλάβουμε πώς την ερμηνεύουμε με πιο φιλοσοφικό τρόπο και πώς αυτό πρέπει να επηρεάζει την εικόνα μας για τον κόσμο. Και αυτή η εικόνα του κόσμου ίσως μας βοηθήσει να κοιτάξουμε σε νέες περιοχές». Ο Hobart παρουσίασε την εργασία του στο συνέδριο Foundations of Physics, στο Ίρβαϊν της Καλιφόρνιας, στις 17 Ιουνίου.
Ο Noel Swanson, από το Πανεπιστήμιο του Delaware, λέει ότι ο τρόπος με τον οποίο τυποποιούνται τα σωματίδια στο καθιερωμένο μοντέλο βασίζεται σε εξιδανικεύσεις για το τι σημαίνει να είναι κάτι σωματίδιο, κάτι που οι φιλόσοφοι εξακολουθούν να συζητούν. Προτάσεις όπως αυτή του Hobart αξίζει να εξετάζονται, και θα ήταν περίεργο αν ιδιότητες όπως η μάζα ή η γεύση αποδεικνύονταν τελικά οι πιο θεμελιώδεις ιδιότητες των φυσικών αντικειμένων, σημειώνει.
«Υποψιάζομαι ότι, σε ένα πιο θεμελιώδες επίπεδο, έχεις κάτι που μοιάζει κατά προσέγγιση με πεδίο, και τα σωματίδια είναι διαφορετικά είδη διεγέρσεων αυτού του πράγματος. Έχει νόημα να κατηγοριοποιούμε τις διεγέρσεις όπως κάνουμε στο καθιερωμένο μοντέλο, αλλά αν τις δεις σαν κάτι ανάλογο με θεμελιώδεις “αρθρώσεις” της φύσης, αυτό μάλλον θα ήταν λάθος», λέει ο Swanson.
Η συζήτηση για την ακριβή φιλοσοφική φύση των σωματιδίων συνεχίζεται, όπως συνεχίζονται και οι πειραματικές έρευνες για τα νετρίνα. Η φιλοσοφία και οι πιο εφαρμοσμένοι κλάδοι της φυσικής σπάνια συνεργάζονται τόσο στενά, όμως εδώ ίσως υπάρχει η δυνατότητα να επηρεάσει η μία την άλλη, λέει ο Swanson.
«Το πώς ερμηνεύεις αυτά τα αρκετά παράξενα σωματίδια μπορεί να σε οδηγήσει στο ποια ερευνητικά μονοπάτια θέλεις να ακολουθήσεις στη συνέχεια», λέει ο Hobart.
