تساؤلات حول عثور العلماء على جسيم الرب

أعلن علماء في الولايات المتحدة، أنهم وجدوا أدلة على وجود بوزون هيغز الذي يمنح المكونات الأساسية للذرة كتلتها، وهو الجسيم الوحيد الذي يفترض النموذج المعياري لفيزياء الجسيمات وجوده.

أعلن علماء في الولايات المتحدة أنهم عثروا على أدلة تشير إلى وجود بوزون هيغز أو ما يُعرف باسم جسيم الرب، ويأتي إعلان العلماء الأميركيين في وقت من المقرر أن يعلن الفيزيائيون الأوروبيون يوم الأربعاء نتائج التجارب التي أجرتها المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية "سيرن" بهدف العثور على الجسيم.

وجمع الباحثون في معجل فيرميلاب تيفاترون قرب مدينة باتافيا في ولاية الينوي نتائج بحثهم عن بوزون هيغز مستبقين بإعلانهم خطة "سيرن" للكشف عن النتائج التي توصل اليها علماؤها مستخدمين صادم هادرون الكبير حيث أُجريت تجارب لتحطيم بروتونات تتصادم بسرعة فائقة.

ويقول الفيزيائيون إن بوزون هيغز يمنح المكونات الأساسية للذرة كتلتها، وهو الجسيم الوحيد الذي يفترض النموذج المعياري لفيزياء الجسيمات وجوده، دون أن يتمكن العلماء من رصده حتى الآن. ويؤكد العلماء أن بوزون هيغز يتسم بأهمية بالغة لفهم الكون.

ونقلت صحيفة لوس انجيليس تايمز عن جو لايكن، الباحث المختص بالفيزياء النظرية في معجل فيرميلاب أن بوزون هيغز يقوم بدور مركزي في الفيزياء التي تسعى إلى الإجابة عن السؤال "لماذا وُجد الكون أصلا وما هو التركيب النهائي للمادة".

ومنذ إعلان العلماء الاميركيين عن توصلهم إلى ادلة تؤكد وجود جسيم الرب، ليل الإثنين تعج الانترنت بالتكهنات والشائعات التي تذهب إلى ان علماء "سيرن" الاوروبيين قد لا يؤكدون بصورة قاطعة وجود بوزون هيغز يوم الأربعاء أو انهم حتى قد يعلنون اكتشاف جسيم جديد بالكامل، كما أفادت مجلة "نيتشر" العلمية. وقالت تقارير إن أربعة من الفيزيائيين النظريين الذين استحدثوا آلية جسيم هيغز، منذ نصف قرن سيكونون حاضرين خلال الندوة العملية يوم الأربعاء.

وبحسب النظرية الفيزيائية فإن الكون تتخلله قوة فيزيائية تُسمى مجال هيغز. وقال الباحث لايكن، إنه بالإمكان اعتبار هذه القوة مجال طاقة، وإن العلماء يعتقدون "أن مجال هيغز الطاقي ينتشر في عموم الكون". والمعروف أيضا أن جسيمات الضوء أو الفوتونات لا تتأثر بمجال هيغز، وبالتالي فهي تنطلق حرة بسرعة فائقة. وأوضح لايكن، أن الجسيمات الأساسية الأخرى تتأثر بمجال هيغز في حركتها وكأنها تخترق بحراً من الصمغ الذي يؤخر حركتها ويمنعها من الإنطلاق بسرعة الضوء، على غرار الفوتونات. وعندما يوجد مجال هيغز بقدر كاف في حيز صغير فإنه يتبدى في شكل جسيم هو بوزون هيغز أو جسيم الرب.

ولكن تكوين هذا الجسيم الأساسي ورصده مهمة في غاية الصعوبة تتطلب صدامات على درجة عالية من الطاقة ثم يتحلل إلى جسيمات أخرى بعد أقل من برهة على نشوئه.

ويبحث العلماء عادة عن الجسيمات التي تتكون نتيجة تحلل جسيم هيغز. ومثلما يمكن تفكيك الدولار إلى أجزائه مثل الربع والدايم والبنس، فإن بوزون هيغز يمكن أن يتحلل إلى تراكيب مختلفة من الجسيمات الأخرى. والمسألة تتعلق بتحديد هذه التراكيب على وجه الدقة.

وبحث العلماء الأميركيون في مختبر تيفاترون عن جسيم هيغز بالبحث عن تركيب واحد من هذه العملة، تحت الذرية وهو زوج من الكواركات فيما بحث العلماء الأوروبيون الذين يستخدمون صادم هادرون الكبير عن اثنين من الفوتونات ذات الطاقة العالية بمثابة بصمات أصابع تؤكد وجود جسيم هيغز.
ولكن رغم أن هذه الفوتونات ذات الطاقة العالية توفر أوضح إشارة إلى وجود بوزون هيغز فإن من الصعوبة بمكان تمييز هذه الاشارة عن "الضوضاء" المحيطة بها.

وإحدى المشاكل الكبيرة التي تواجه العلماء، انهم حتى الآن لا يعرفون كتلة بوزون هيغز. وبالعودة إلى استعارة العملة لتوضيح المسألة، فان العلماء لا يعرفون ما إذا كانوا يبحثون عن فكة دولار واحد، أو فكة ورقة من فئة 5 دولارات أو كمية من الدولارات بين هذه وذاك. ولكن يبدو أن العلماء الأميركيين في مختبر تيفاترون نجحوا في تقليل هذه الإحتمالات.

ورغم أن مختبر تيفاترون توقف عن العمل منذ الخريف الماضي، فإن الباحثين نجحوا في التوصل إلى نتائج مهمة من نحو 500 ترليون صدام، أحدثها معجل فيرميلاب منذ آذار(مارس) 2001. وتمكنوا، على سبيل المثال، من التوصل إلى أن بوزون هيغز، إن وجد، فإن كتلته تبلغ ما بين 115 و135 غيغا الكترون فولت أو ما يزيد 135 مرة تقريبا على كتلة البروتون.

ورغم أن العلماء الأميركيين رصدوا ما يعتقدون أنه يمكن أن يشكل دليلا عن وجود بوزون هيغز فإنهم حاولوا أن يؤكدوا صحة نتائجهم بنسبة 99.99994 في المئة، وهي النسبة القياسية التي تُحدد بمقدار 5 سيغما وتعتبر أحيانا المعيار الذهبي لفيزياء الجسيمات. وتجاوزت نتائج التجارب الحالية 4 سيغما أو نسبة 99.994 في المئة ولكنها مع ذلك تُعتبر نتيجة ليست مؤكدة تماما.

وقد يبدو الفارق ضئيلا إلى حد متناه ولكنه يعتبر فارقا هائلا في حسابات العلماء الذين ينتظرون بترقب إعلان يوم الأربعاء.