اكتشاف عملية أكثر ندرة من جسيم هيجز ذات نفسه
من بين 100 تليريون فرصة، يكتشف العلماء عملية أكثر ندرة من جسيم هيجز ذات نفسه: علماء مصادم الهادرون الكبير (LHC) يكشفون عن أول دليل لعملية تختبر صحة النموذج المعياري وتصورنا لبوزون هيجز، والنتيجة: إتفاق
صرّح العلماء القائمون على تجربة أطلس ATLAS في مصادم الهادرون الكبير (LHC) – وهو أكبر وأقوى “صادم ذرات” في العالم – عن أول أدلة لعملية يمكن استخدامها لإختبار الآلية التي يعطي بها جسيم هيجز الكتلة إلى باقي الجسيمات الأساسية. تحدث هذه العملية عن طريق اصطدام وبعثرة جسيمين من بوزون W لهما نفس الشحنة الكهربائية. توفر هذه العملية أيضا اختبار صارم جديد للنموذج المعياري لفيزياء الجسيمات (Standard Model of particle physics).
تعد هذه العملية أكثر ندرة من جسيم هيجز ذات نفسه لأنها تحدث مرة من كل مائة تريليون (100,000,000,000) اصطدام بين بروتون وبروتون. مايزيد هذا الحدث ندرة هو أن إيجاد واحد فقط منه ليس كافيًا بل يجب البحث عن العديد من هذه الاصطدامات لمقارنة معدل الاصطدامات المميزة تلك بالمعدل الذي يتوقعه العلماء طبقا للنموذج الفيزيائي المعياري. حتى الآن تمّ مراقبة 34 اصطدام من هذا النوع، سواء مباشرة أو عن طريق نواتج التحلل من الاصطدام. وقد وجد العلماء أن معدل التفاعل الذي تمّ قياسه منهم يتوافق جيدًا مع توقعات النموذج القياسي (المعياري).
حتى الآن، لقد تمكن النموذج القياسي من تخطي كل اختبار تعرض إليه، ولكنه لايزال ناقصًا بسبب وجود بعض الظواهر التي لا يمكن تفسيرها بواسطته، مثل : المادة المظلمة، الطاقة المظلمة، وعدم التماثل بين المادة والمادة المضادة الذي حدث في بداية الكون. لذا يبحث العلماء دومًا عن طرق جديدة لاختبار تلك النظرية للكشف عن أي قصور قد يوجد بها.
منذ فترة ليست بالطويلة، كانت عملية W boson غير قابلة للتطبيق بسبب عدم توافر طاقة كافية أو أجهزة قادرة على تحري عمليات نادرة كتلك، حتى تم بناء الـLHC.
جسيم هيجز –والذي يعد جزءًا من النموذج القياسي- هو جسيم يعطي باقي الجسيمات الكتلة الخاصة بها، ولقياس تلك العملية يقارن العلماء نواتج التحلل من بعثرة تصادمات W bosons المذكورة من حيث معدل إنتاج نواتج التحلل تلك ومن حيث طاقتها ومن حيث شكلها الهندسي. يقارن العلماء تلك المعايير الثلاثة مع المعايير التي يتوقعها النموذج القياسي طبقًا لنظرية هيجز. في حالة تقارب تلك القيم يتم استنتاج أن نظرية هيجز تقوم بدورها في توليد الكتلة بكفاءة. وفي حالة انحرافها عن مسارها المتوقع يستدل العلماء على وجود قوة فيزيائية أخرى تؤثر على نظرية هيجز. بالضبط مثل مقارنة بصمات الأصابع. للقيام بتلك القياسات المحددة يحتاج العلماء للمزيد من الطاقة، والمزيد من المعلومات لكي يتمكنوا من تبين بصمة الإصبع بوضوحٍ كاف.
سيعاود LHC عمله في ربيع 2015 بطاقات تصادم أعلى، تصل إلى 13 تيرا إلكترون فولت (TeV) بدلا من 8.
اعداد: عمرو خالد
