CERN Tour Notes Chapter 6: In Search of the Tau Particle

ד"ר נועם טל הוד, לשעבר מאוניברסיטת תל אביב וכיום בתר דוקטורנט במכון NIKHEF בהולנד עבר לתכנן ניסויים למציאת פיסיקה חדשה בחלקיקים הנוצרים באנרגיות הנמוכות ביותר שניתן למצוא במאיץ.

Dr. Noam Tal Hood, post-doctoral student at the NIKHEF Institute. Photo: Avi Blizovsky

ד"ר נועם טל הוד משווה את החיפוש אחר חלקיקים שיאשרו קיום פיסיקה חדשה, דווקא בקצה הנמוך של ספקטרום האנרגיה כמשימה סיזיפית, אך יש לכך תמורה. ד"ר טל הוד עשה את עבודת המחקר שלו לדוקטורט באוניברסיטת תל אביב תחת הנחייתו של פרופ' ארז עציון. כיום הוא חוקר במסגרת פוסט דוקטורט במכון המחקר NIKHEF ההולנדי שמאגד כמה אוניברסיטאות בהולנד בתחום של אנרגיות גבוהות וכמובן מוצב ב-CERN. "בדוקטורט חיפשתי ממדים נוספים באנרגיות הכי גבוהות שאפשר להגיע בניסוי, ועכשיו אני עובד בקצה השני של הספקטרום – על האנרגיות הכי נמוכות."

"אני אחראי על טריגר: רכיב שמחליט אילו מהאירועים שאנחנו מקבלים בגלאי יישמרו על הדיסק. זה השלב הכי חשוב כי אם הוא לא מתוכנן נכון, אנו עלולים להחמיץ תופעות מעניינות. אולם לא תמיד אנו יודעים מראש מה מעניין ומה לא, ובכל הרצה של המאיץ עשויה להתגלות תופעה מעניינת ולכן צריכים להיות יצירתיים ולחשוב בצורה גנרית מה לשמור."

"קודם חיפשנו עדות לקיום של חלקיק חדש שמתגלה בעיקר באנרגיות גבוהות דרך התפרקות שלו לתוצרים מוכרים. אני מחפש את חלקיק הטאו – האח הכי כבד של האלקטרון. אנחנו מכירים אותו הרבה שנים והרבה תכונות שלו נמדדו אבל אני מחפש צורה אקזוטית שבה החלקיק הזה – האח הכבד של האלקטרון, כבד כפליים מהפרוטון."

"המודל הסטנדרטי לא מגביל אותנו בצורת ההתפרקות של חלקיק הטאו, משמעות הדבר היא שאנחנו יכולים לחפש התפרקויות אקזוטיות שלו, אך עד כה לא ראינו עדות להתפרקות כזו. אם אכן היא תתרחש זו תהיה רעידת אדמה בכל הקשור למודל הסטנדרטי. המודל לא מספק לנו מידע על החומר האפל, על האסימטריה בין חומר לאנטי חומר ולכבידה. אנחנו לא יודעים להסביר אינטראקציות כבידתיות בין חלקיקים כמו שאנחנו מסבירים אינראקציות אלקטרומגנטית או גרעיניות. אם נראה חלקיק שאנחנו מכירים מתפרק בצורה שהמודל הסטנדרטי לא מכיר, זה אומר שבהכרח קיימת פיסיקה חדשה. גילוי כזה יפתח פתח לתחום חדש של מחקר. לאחר שגילינו את ההיגס אנחנו לא עוצרים בזה. אנחנו הולכים לבנות מאיץ שיאפשר לייצר הרבה חלקיקי היגס ולמדוד אותם."
What effect will the discovery of additional dimensions have for example?
"תהיה לזה השפעה על כל אחד בעולם. אם נגלה לדוגמה שיש לנו עדויות לקיום של ממדים נוספים, זה אומר שמבחינה פילוסופית כל אדם יצטרך להבין מה המשמעות של חיים לא בעולם תלת ממדי בתוספת ממד זמן אלא בעולם של חמישה ממדים או 11. כמובן שזה לא ישפיע ביום יום אבל אפשר לחשוב על מסעות בחלל ובזמן."

How would it be possible to take shortcuts in space?

תאר לעצמך נמלה שהולכת על רצפה דו ממדית בקו ישר. היא נתקלת בקיר, עושה פניה של 90 מעלות וכרגע היא שוב על מישור דו ממדי, ושוב הדבר מתרחש כאשר הנמלה ממשיכה לתקרה. פתאום מתגבר עליה כוח המשיכה והיא נופלת בחזרה לנקודת המוצא על הרצפה דרך הממד השלישי – ממד הגובה שהיא לא מכירה בעולם הדו ממדי שלה. אם נוכל להיכנס לאותם ממדים נוכל להגיע למקומות אחרים ביקום באפס זמן. לפחות אם אנחנו חלקיקים, באשר לגופים גדולים כמו בני אדם, זה כנראה לא יהיה מעשי גם אז…"

לדברי ד"ר טל הוד, מלבד הנסיינים, נמצאים ב-CERN גם פיסיקאים תיאורטיקנים המצטרפים לתקופות קצרות לאנליזה של הנתונים. ואולם ב-CERN קיימת הפרדה בין תיאורטיקנים לנסיינים: "אסור לי להראות את החומר שיוצא מהגלאי לתיאורטיקן עד שיוצא מאמר, אלא אם כן הוא אחד מהאנשים שמצטרפים לאנליזה הספציפית. בתחום הזה יש בטחון שדה מאוד חזק. כי הרבה פעמים אנחנו רואים תופעות שנראות לנו לא בסדר אחרי כמה חודשים אנחנו מבינים שהיתה טעות בתהליך, או איזושהי בעיה בגלאי שצריך לתקן כמו שקרה עם הניטרונים שזזים מהר יותר ממהירות האור."

ולא רק הנמלה בתיאור של ד"ר טל הוד מטפסת על קירות: "התחום שלי הוא מרגש, בסרן בכלל, ובאטלס בפרט. פשוט כיף. זה מאוד סיזיפי ומאוד קשה. צריך לטפס מעל קירות שנתקלים בהם כל יום."

בתום תקופת הבתר דוקטורט מצפה ד"ר טל הוד לחזור לארץ, בפרט לאוניברסיטת תל אביב, בכל זאת קשה לגור עם המשפחה בארץ זרה".

Topic on the science website