دانشمندان مرکز تحقیقات هسته‌ای اروپا ،سرن، اعلام کردند بررسی‌های وسیع روشن کرده ذره‌ای که سال گذشته شناسایی شد، به احتمال بسیار زیاد بوزون هیگز یا ذره موسوم به "ذره خدا" است اما برای اینکه مشخص شود این ذره چه نوعی از بوزون هیگز است به تحقیقات بیشتری نیاز است. جو اینکادلا مدیر پروژه CMS (یکی از دو آشکارساز سرن) در کنفرانس "موریون" که در لاتوییل ایتالیا برگزار شد گفت: "نتایج اولیه ای که از بررسی کل داده های آزمایش سال ۲۰۱۲ به دست آمده بسیار جالب هستند و برای من کاملا روشن است که ما با بوزون هیگز سروکار داریم، اگرچه هنوز برای دانستن اینکه این چه نوعی از هیگز بوزون است راه درازی در پیش داریم." دیو چارلتون سخنگوی پروژه اطلس، دیگر آشکارساز سرن، امروز گفت:" نتیجه تازه و زیبایی که به دست آمده محصول تلاش عظیم و از خودگذشتگی افراد زیادی بوده است. نتیجه حاصله ذره جدیدی را نشان می دهد که قرینگی-چرخش هیگز بوزون را دارد، همانطوری که در مدل استاندارد پیش بینی شده است." حدود هفت ماه پیش در برخورددهنده هادرونی بزرگ (LHC) که در سرن سوییس قرار دارد آزمایشی انجام شد که به گفته دانشمندان، دانش فیزیک نظری را تغییر داد. دانشمندان پروتونها (گروهی از ذرات تشکیل‌دهنده هسته اتم) را تا سرعت نور شتاب دادند و ذرات کوچکتری را که در این برخورد ایجاد شد بررسی کردند، به امید اینکه برخی پرسشهای اساسی را پاسخ دهند و ذره موسوم به بوزون هیگز را پیدا کنند.
بر اساس نظریه موسوم به مدل استاندارد، تمام مواد از ذراتی بنیادی ساخته شده اند: شش کوارک و شش لپتون. کوارکها به عنوان نمونه پروتونها و نوترونها را شکل می دهند و لپتونها هم به عنوان مثال الکترونها و نوترینوها را (نوترینو لپتون بدون بار است). فیزیکدانها فکر می کنند کوارکها و لپتونها را نمی توان به اجزای کوچکتری خرد کرد. دانشمندان چهار نیروی بنیادی طبیعت را هم‌نیروی هسته ای ضعیف، نیروی هسته ای قوی، جاذبه یا گرانش و نیروی الکترو مغاطیسی می دانند. بر اساس مدل استاندارد این چهار نیرو هر کدام یک ذره معادل دارند به نام بوزون که در واقع گروهی از بوزون‌ها این نیروها را به ماده منتقل می کنند. برای اینکه این نیروها به ماده منتقل شوند تمام ذرات بنیادی باید از میدانی بگذرند به نام میدان هیگز. اما خود این میدان هیگز هم به یک ذره حامل نیاز دارد که به بوزون هیگز معروف است. این ذره قطعه گمشده مدل استاندارد بود و حالا دانشمندان فکر می کنند آن را یافته اند. در واقع فیزیک ذرات هر ذره را دارای دو ویژگی می داند: چرخش(Spin) و قرینگی(Parity). قرینگی باعث کنش متقابل ذرات می شود اما پذیرفتن مفهوم قرینگی به معنای آن است که ذره باید بدون جرم باشد. دانشمندان مشکل را این گونه حل کرده اند که ذرات بنیادی جرم ندارند اما با عبور از میدان هیگز دارای جرم می شوند. اما آنچه خودِ میدان هیگز را با دیگر ذرات یا نیروها در کنش قرار می دهد بوزون هیگز است.
اطلاعاتی که از آزمایش ماه ژوئیه ۲۰۱۲ به دست آمد نشان می دهد ذره ای که در آن برخورد عظیم تولید شده، به بوزون هیگزی که در مدل استاندارد توصیف شده بسیار نزدیک است. البته اگر این ذره خصوصیاتی کاملا متفاوت نشان می داد دانشمندان را بیشتر خوشحال می کرد چرا که افقی تازه پیش روی آنها قرار می داد؛ اما اثبات وجود این ذره هم گامی بزرگ در تایید صحت مدل استاندارد است. نظریه ای که در دهه شصت و هفتادمیلادی از ترکیب نظریه نسبیت انشتین و نظریه کوانتوم حاصل شد. تونی ویدبرگ استاد فیزیک دانشگاه اکسفورد که با پروژه اطلس همکاری داشته به بی بی سی گفت: "این شروع فصل تازه ای در فیزیک نظری است." "فیزیک از چهارم ژوئیه (۱۴ تیر) تغییر کرده است. قبلا ما یک سوال مبهم داشتیم، آیا اصلا ذره ای وجود دارد؟ اما حالا سوال ما دقیقتر شده: آیا این ذره که پیدا کرده ایم بوزون هیگز است و آیا این بوزون هیگز با پیش بینی مدل استاندارد تطبیق می کند؟"
بر اساس مدل استاندارد بوزون هیگز چرخش ندارد اما قرینگی مثبت دارد. این دقیقا همان نتیجه ای است که در آزمایش بزرگ سرن به دست آمده است. اما دلیل اینکه فیزیکدانهای سرن با قاطعیت اعلام نکرده اند بوزون هیگر را یافته اند این است که بر اساس نظریه موسوم به ابرتقارن ممکن است پنج نوع مختلف بوزون هیگز وجود داشته باشد. برای پاسخ دادن به این سوال، دانشمندان می خواهند دوباره در برخورددهنده هادرونی بزرگ آزمایش دیگری انجام دهند. اما این برخورددهنده درست یک ماه پیش برای تعمیرات و برای ارتقا سیستم به مدت دو سال تعطیل شد؛ بنابراین برای اثبات قطعی ذره خدا باید تا سال ۲۰۱۵ صبر کرد.
منبع: BBC
بر اساس نظریه موسوم به مدل استاندارد، تمام مواد از ذراتی بنیادی ساخته شده اند: شش کوارک و شش لپتون. کوارکها به عنوان نمونه پروتونها و نوترونها را شکل می دهند و لپتونها هم به عنوان مثال الکترونها و نوترینوها را (نوترینو لپتون بدون بار است). فیزیکدانها فکر می کنند کوارکها و لپتونها را نمی توان به اجزای کوچکتری خرد کرد. دانشمندان چهار نیروی بنیادی طبیعت را هم‌نیروی هسته ای ضعیف، نیروی هسته ای قوی، جاذبه یا گرانش و نیروی الکترو مغاطیسی می دانند. بر اساس مدل استاندارد این چهار نیرو هر کدام یک ذره معادل دارند به نام بوزون که در واقع گروهی از بوزون‌ها این نیروها را به ماده منتقل می کنند. برای اینکه این نیروها به ماده منتقل شوند تمام ذرات بنیادی باید از میدانی بگذرند به نام میدان هیگز. اما خود این میدان هیگز هم به یک ذره حامل نیاز دارد که به بوزون هیگز معروف است. این ذره قطعه گمشده مدل استاندارد بود و حالا دانشمندان فکر می کنند آن را یافته اند. در واقع فیزیک ذرات هر ذره را دارای دو ویژگی می داند: چرخش(Spin) و قرینگی(Parity). قرینگی باعث کنش متقابل ذرات می شود اما پذیرفتن مفهوم قرینگی به معنای آن است که ذره باید بدون جرم باشد. دانشمندان مشکل را این گونه حل کرده اند که ذرات بنیادی جرم ندارند اما با عبور از میدان هیگز دارای جرم می شوند. اما آنچه خودِ میدان هیگز را با دیگر ذرات یا نیروها در کنش قرار می دهد بوزون هیگز است.
اطلاعاتی که از آزمایش ماه ژوئیه ۲۰۱۲ به دست آمد نشان می دهد ذره ای که در آن برخورد عظیم تولید شده، به بوزون هیگزی که در مدل استاندارد توصیف شده بسیار نزدیک است. البته اگر این ذره خصوصیاتی کاملا متفاوت نشان می داد دانشمندان را بیشتر خوشحال می کرد چرا که افقی تازه پیش روی آنها قرار می داد؛ اما اثبات وجود این ذره هم گامی بزرگ در تایید صحت مدل استاندارد است. نظریه ای که در دهه شصت و هفتادمیلادی از ترکیب نظریه نسبیت انشتین و نظریه کوانتوم حاصل شد. تونی ویدبرگ استاد فیزیک دانشگاه اکسفورد که با پروژه اطلس همکاری داشته به بی بی سی گفت: "این شروع فصل تازه ای در فیزیک نظری است." "فیزیک از چهارم ژوئیه (۱۴ تیر) تغییر کرده است. قبلا ما یک سوال مبهم داشتیم، آیا اصلا ذره ای وجود دارد؟ اما حالا سوال ما دقیقتر شده: آیا این ذره که پیدا کرده ایم بوزون هیگز است و آیا این بوزون هیگز با پیش بینی مدل استاندارد تطبیق می کند؟"
بر اساس مدل استاندارد بوزون هیگز چرخش ندارد اما قرینگی مثبت دارد. این دقیقا همان نتیجه ای است که در آزمایش بزرگ سرن به دست آمده است. اما دلیل اینکه فیزیکدانهای سرن با قاطعیت اعلام نکرده اند بوزون هیگر را یافته اند این است که بر اساس نظریه موسوم به ابرتقارن ممکن است پنج نوع مختلف بوزون هیگز وجود داشته باشد. برای پاسخ دادن به این سوال، دانشمندان می خواهند دوباره در برخورددهنده هادرونی بزرگ آزمایش دیگری انجام دهند. اما این برخورددهنده درست یک ماه پیش برای تعمیرات و برای ارتقا سیستم به مدت دو سال تعطیل شد؛ بنابراین برای اثبات قطعی ذره خدا باید تا سال ۲۰۱۵ صبر کرد.
منبع: BBC
