البحث عن "جسيم الرب" تجاوز حدود علم الطبيعة

ما زال العلماء في حيرة من أمرهم بشأن جسيم هيغز أو ما بات يعرف باسم جسيم الرب، وبحسب التوقعات سيحتاج العلماء بضع سنوات إضافية قبل أن يتوصلوا إلى نتائج حاسمة، ستكون لها القدرة على قلب الكثير من الموازين.

أشرف أبو جلالة وعبدالإله مجيد: مازال العلماء، الذين يعملون على الجهاز الضخم المصمم لتصادم الجزيئات، والذي يطلق عليه "تصادم الهادرون الكبير"، في حيرة من أمرهم بشأن جسيم هيغز، أو "جسيم الرب"، حيث لم يتوصلوا بعد إلى تأكيدات بشأن وجود هذا الجسيم، رغم أنهم نجحوا في إلقاء نظرة خاطفة على جسيم "هيغز" الغامض، الذي لطالما تطلع العلماء إلى معرفة المزيد عنه.

ومن المعتقد أن هذا الجسيم هو النواة الحقيقية، التي تكتسب منها كل مواد الكون كتلتها، في وقت يرفض فيه العلماء الربط بين جهودهم البحثية وبين "الرب"، مؤكدين أن معتقداتهم صحيحة فقط من الناحية الفنية.

يذكر أن الفيزياء الحديثة قادرة على تقديم تفسيرات لأي شيء، باستثناء السبب وراء وجود كتلة لهذا الشيء. ويستعين نموذج الفيزياء المتعارف عليه، الذي ظهر قبل 4 أعوام، بصيغة خاصة لحساب معظم العناصر الأساسية في الكون. وقد تنبأ هذا النموذج بشكل صحيح باكتشاف العديد من "اللبتونات" و"الكواركات" في المختبر.

لكن المعادلات لم تقدم تفسيراً للسرّ وراء الجاذبية. ما جعل نموذج الفيزياء المتعارف عليه يقتضي بوجود بعض القوى الأخرى التي تحظى بالجسيمات عديمة الكتلة، التي نتجت من الانفجار العظيم، واستوعبت داخل الطبيعة.

وقالت صحيفة واشنطن بوست الأميركية إن اكتشاف بوزونات هيغز سيؤكد تلك النظرية - التي تفسّر سرّ إقدام العلماء على تحطيم البروتونات ببعضها البعض في مسرع جسيمات دائري مساحته 17 ميل، والاختيار بين الحطام دون الذري.

بحاجة إلى بضع سنوات

ومن المتوقع، بحسب الصحيفة، أن "يحتاج العلماء بضع سنوات إضافية، قبل أن يتوصلوا إلى نتائج حاسمة في مشروعهم البحثي، معظم العلماء لا يبدو أنهم يقدّرون الآثار الفلسفية للمشروع بكامله".

وفي العام 1928، قام عالم الفيزياء النظرية، بول ديراك، بدمج الصيغ الرياضية للنسبية وميكانيكا الكم في معادلة واحدة، وتوقع كذلك وجود المادة المضادة. وتابعت الصحيفة الأميركية هنا بلفتها إلى أن الفيزياء الحديثة لا تتكون من ظواهر موزونة تُلَخَّص في معادلات؛ بل تتكون من معادلات يمكنها التنبؤ بالظواهر الموزونة.

وهو ما يطلق عليها "الفعالية غير المعقولة للرياضيات". ومع أنها غير معقولة، فإنها أدت إلى بناء مصادم هادرون الكبير بطول الحدود الفرنسية - السويسرية، وهذا المصادم هو أكبر آلة تمكن الإنسان من تشييدها على مر العصور.

وفي حديثه مع الصحيفة، تذكر الدكتور أرد لويس، عالم الفيزياء الشاب، الذي يدرس في جامعة أكسفورد، وهو يطّلع للمرة الأولى على معادلة ديراك: "كيف يمكن للرياضيات أن تطلب شيئًا خياليًا للغاية من الطبيعة؟، كنت متأكدًا من أنها لا يمكن أن تكون صحيحة، وقضيت ساعات عدة محاولاً العثور على مخرج. وعندما استسلمت في النهاية، وأدركت أنه ليس هناك نهج بشأن نتائج ديراك، شعرت بقشعريرة".

وتابعت الصحيفة بقولها إن "عدم الاحتمالية الجامحة لوجود كون، والتي تسمح لنا بإدراكه، يبدو أنها تتطلب قدراً من التوضيح. وهو ما لا يتطلب التوحيد -الإيمان بالله-. فبعض خبراء الفيزياء يفضلون ويؤيدون النظرية الخاصة بالأكوان المتعددة، التي يتواجد فيها كل كون محتمل في وقت واحد.

ويرى لويس أن التوحيد أو الإيمان بالله، يقدم تفسيراً لكَون ملائم للحياة، ويمكنهأن يكون مقبولاإلى العقل البشري، ويكون مسؤولاً كذلك عن الصدف الكونية، والذي يقول:" إن حدث كل شيء، فلن يكون من باب المفاجأة أن يحدث أي شيء جديد، لكنها ليست النظرية، التي يمكن اختبارها من الناحية العلمية. فالأكوان الأخرى، بحكم التعريف، لا يمكن الوصول إليها. أما البديل الوحيد المعقول، فهو الإيمان بالله.

كما أن المفتاح في الفيزياء كثيرًا ما يكون بطرح سؤال بديهي،ولم يكن لأحدليفكر في إثارته. فالتفاحة تسقط على الأرض منذ غابر الزمان.وتطلَّب الأمر عبقرية إسحاق نيوتن كي يتساءل عن السبب.وما يساعد، بالطبع، أن تتوافر لديك القدرة الذهنية على التوصل إلى إجابة.ومن حسن الحظ أن نيوتن كان يمتلكها.

بهذه الروح، قبل نحو 50 عاماً، سأل لفيف من الفيزيائيين اللمّاحين أنفسهم من أين تأتي الكتلة.وعلى غرار ميل التفاحة إلى السقوط على الأرض، فإن وجود الكتلة ظاهرة يومية، حتى الفكرة القائلة إنها تحتاج تفسيرًا.. ما كانت لتخطر على أذهان غالبية الناس.ولكنها خطرت على ذهن بيتر هيغز، الذي كان وقتذاك باحثًا شابًا في جامعة أدنبرة، وخمسة علماء آخرين، لم تعاملهم غرائب الشهرة معاملة رحيمة.فهم أيضًا كانوا يمتلكون القدرة الذهنية الثاقبة. وامتشقوا أقلامهم وأوراقهم، وكتبوا معادلات كانت محصلتها النهائية تنبؤاً.

مجال هيغز

ويرىالباحثون أن سبب الكتلة التي تمتلكها الجسيمات الأساسية هو تفاعلها مع مجال يمتد في الفضاء الذي كان مجهولاً في السابق.وأصبح هذا المجال يُسمّى مجال هيغز.

ومن الناحية التقنية هناك حاجةلوجود"مجالهيغز"لتفسير ظاهرة اسمها كسر التناظر الكهرو ـ ضعيف.وهي ظاهرة تميّز بين قوتين أساسيتين من قوى الطبيعة، هما القوة الكهرومغناطيسية والقوة النووية الضعيفة.وعندما يحدث هذا التقسيم، يتبدى شيء من الرياضيات المتبقية كجسيم.وأصبح هذا الجسيم المفترَض معروفًا باسم بوزون هيغز، الذي أُعلن عن اكتشافه المحتمل للعالم في 13 كانون الأول/ديسمبر.

ويطالب الفيزيائيون بمستوى من البرهان يُعتبر عاليًا إلى حد غير معقول في أي نشاط بشري آخر (بما في ذلك نشاطات علمية أخرى)، وهو أن تكون احتمالات الخطأ في النتيجة 1 إلى 3.5 مليون.

كما إن النتائج الجديدة ـ من تجارب أُجريت في المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية، وهي أكبر مختبر في العالم للفيزياء الجسيمية، يستخدم تصادم هادرون الكبير الذي كلف بناؤه مليارات الدولارات ـ نتائج لا تقترب منفردة من هذه الحافة.

لكن ما أثار العلماء هو أنهم توصلوا إلى نتائج واحدة من تجربتين في تصادم هادرون الكبير، تعملان بطريقتين مختلفتين اختلافًا تامًا.ويزيد هذا التطابق إلى حد كبير احتمالات أن يكون العلماء اكتشفوا ما يبحثون عنه.

وإذا ثبت اكتشافهم فإن ذلك سيكون شيئًا رائعًا، ليس للعلم وحده.ورغم أن الدول لم تعد ترتجف تحت أقدام الفيزيائيين المختصين في دراسة الجسيمات فإن الفيزياء ما زالت قادرة على بثّ الخوف بطريقة أخرى، عبر إماطة اللثام عن الحقائق الأساسية، التي تكمن في أساس الواقع.

سلوك نموذجي

سيؤشر العثور على بوزون هيغز نهاية فصل في هذه القصة.فإن البوزون المراوغ يستكمل ما أصبح معروفًا بمصطلح "النموذج المعياري للفيزياء" ـ تفسير يعتمد على 17 جسيمًا أساسيًا وثلاث قوى فيزيائية (رغم أن النموذج يرفض بعناد استيعاب قوة رابعة هي الجاذبية، التي تفسّرها نظرية ألبرت إينشتاين في النسبية العامة تفسيرًا منفصلاً).والأكثر إثارة للفضول أن بوزون هيغز يفتح فصلاً آخر في الفيزياء أيضًا.

يتمثل مخطط الفيزيائيين في استخدام النموذج المعياري أساساً لبناء صرح أكبر وأجمل، يُسمى التناظر الفائق أو "السوبر تناظر".ويتنبأ هذا البناء بمجموعة أخرى من الجسيمات، هي الشريكات الأثقل للجسيمات المكتشَفة.لكن درجة تفوّقها في الثقل تعتمد على درجة ثقل بوزون هيغز نفسه.وتشير النتائج، التي أُعلنت أخيرًا، إلى أنه خفيف بما فيه الكفاية لتكوين بعض الجسيمات فائقة التناظر المتوقعة في تصادم هادرون الكبير أيضًا.

يشكل هذا مبعث ارتياج بالغ للعاملين في المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية.

فلو أثبت بوزون هيغر كونه أثقل بكثير مما يعنيه الإعلان الأخير، لوجدوا أنفسهم إزاء الكثير من الأدوات الفائضة لديهم. وهم يستطيعون الآن أن يبدأوا بالبحث عن لُبنات التناظر الفائق، ليروا إن كان هو أيضًا متطابقًا مع تنبؤات الفيزيائيين.وفي تداخل بين فيزاء الجسيمات وعلم الكون بصفة خاصة، سيحاولون أن يكتشفوا ما إذا كانت أخف الجسيمات الشريكة ذات التناظر الفائق ثقلاً تشكل ماهية "المادة الداكنة" الغامضة حتى الآن، التي تُبقي جاذبيتها المجرات مترابطةً.

نقد العقل الخالص

من أغرب الأشياء في الكون هو هذه القدرة على التنبؤ ـ أن يكون من الممكن كتابة معادلات تصف المرئي، وتستقرئ منه ما هو ليس مرئيًا. واستطاع نيوتن أن ينتقل من سلوك الأجسام الساقطة على الأرض إلى الآلية، التي تُبقي الكواكب في مداراتها.

وتنبأت معادلات جيمس كلارك ماكسويل، التي اشتقها في منتصف القرن التاسع عشر، بوجود موجات إشعاعية.وبدأت القنبلة النووية مع معادلة إينشتاين الشهيرة E=mc {+2} (الطاقة = الكتلة X سرعة الضوء تربيع)، التي كانت نتيجة مشتقة من خلال السؤال عن كيف ستتصرف الأجسام حين تنطلق بسرعة تقرب من سرعة الضوء.

وكان البحث عن المادة الضد، تلك السمة الحاضرة أبدًا في روايات الخيال العلمي، نتيجةمعادلة عن الالكترونات، لها مجموعتين من الحلول، مجموعة إيجابية، وأخرى سلبية.

يوجين ويغنر، أحد الفيزيائيين، الذين أظهروا في عشرينات القرن الماضي أهمية التناظر للكون (فكان بذلك أب التناظر الفائق) وصف هذا بأنه "الفاعلية اللامعقولة للرياضيات". وبالطبع فإن مثل هذه التنبؤات لم تتحق كلها.ولكن القدرة التنبؤية للفيزياء الرياضية ـ على الضد من القوة التفسيرية للرياضيات بعد وقوع الحدث في فروع أخرى ـ ما زالت قدرة استثنائية.

وقد يرى البعض يد الله في مثل هذه القدرة على التنبؤ، بل إن بوزون هيغز معروف لدى كتاب العناوين الصحافية البارزة باسم جسيم الله (رغم أن أول من أطلق هذا الاسم في الواقع كان محررًا متخصصًا بالحذف، اختصر إشارة كاتب إلى "ذلك الجسيم اللعين").ويفضّل آخرون الوقوف مبهورين أمام كون يظنون أن بدايته كانت تذبذبًا كميًا في لا شيء موجود سلفًا.ونعم، هناك حسابات تشرح كيف كان من الجائز أن يحدث ذلك.

لكن على كلا الجانبين أن يكونا مذهولين، لا إزاء الكون فحسب، بل إزاء الرجال والنساء، الذين جردوا الكون، وما زالوا يجردونه من لغزه ـ وهم يفعلون ذلك من دون أن ينتقصوا من عجائبيته بالمرة.وبذلك فإنه في وقت يبدو مستقبل أوضاع البشر غامضًا على نحو خاص، نرفع نخبًا إلى قدرة الفزياء على التنبؤ.