ذره نفرین شده
1
پی بردن به این که آیا فیزیکدانان حقیقتاً بوزون هیگز را کشف کرده اند یا نه به اندازه یافتن ذرات ریز اتمی دشوار است. زمانی «لئون لدرمن» که از پژوهشگران پیشرو در این زمینه به شمار می رود، این ذره را «ذره نفرین شده» (1) نامید، زیرا ثابت شده بود که دستیابی به آن امر دشواری است. این نام را ویراستاری که به ذائقه اش خوش نیامده بود به ذره خدا (2) تغییر داد و به این ترتیب اسطوره ای متولد شد. تیتر نویس ها از نام جدید خوششان آمد. فیزیکدانان رواج آن را پسندیدند و «سرن» که بزرگ ترین آزمایشگاه فیزیک ذرات جهان و در عین حال مرکز شکار ذره هیگز به شمار می رود، از این عامه پسند بودن استفاده کرد تا ورود پول و سرمایه به سرن را تداوم بخشد
به نظر می رسد سال گذشته این تلاش ها به ثمر نشست. در 13
دسامبر 2011 دو تن از محققان مقر سرن در ژنو خبری را اعلام کردند که به نحو
هیجان انگیزی هیگزی بود.
برای آنهایی که از جزئیات رویدادهای فیزیک ذرات طی چند سال اخیر بی خبر
بوده اند باید گفت، بوزون هیگز یک ساختار نظری است که در سال 1964 و توسط
یک فیزیکدان بریتانیایی به نام «پیتر هیگز» و پنج فرد دیگر که کمتر از او
مشهورند، ارائه شده است. این ذره آخرین قطعه از مدل استاندارد است که
تاکنون (در آزمایشگاه) مشاهده نشده است. مدل استاندارد نیز متقاعد کننده
ترین توصیفی است که تاکنون برای عملکرد عالم به جز نیروی گرانش در اختیار
داریم (نیروی گرانش در چارچوب نظریه نسبیت عام توصیف می شود).
مدل استاندارد شامل ذرات نام آشنایی چون الکترون و فوتون و ذرات مرموز
دیگری چون بوزون های دبلیو و اس است که حامل نیروی هسته ای ضعیف به شمار می
روند. بیشتر بویون ها ذرات پیام رسانی هستند که سایر ذرات را به هم می
چسبانند و به فرمیون مشهورند. این ذرات این کار را با کمک نیروهای
الکترومغناطیس و نیروهای هسته ای ضعیف و قوی انجام می دهند. اما ذرات هیگز
هدف دیگری را دنبال می کنند. وظیفه این ذره ایجاد جرم برای سایر ذراتی است
که وزن دارند. بدون این ذره یا شبیه آن، برخی از ذرات مدل استاندارد که
حقیقتاً دارای جرم هستند (به ویژه بوزون های دبلیو و زد) ذرات بدون جرمی به
حساب می آیند یا به عبارت دیگر، بدون بوزون هیگز، مدل استاندارد عمل نمی
کند.
«فابیولا جیانوتی» و «گایدو تونلی» رؤسای دو آزمایشگاه سرن به نام های اتلس
و سی ام اس اعلام کردند که هر دو دستگاه مستقر در آزمایشگاه های مجزای
آنها پدیده ای را مشاهده کرده اند که ردی از ذره هیگز را در خود دارد.
البته یک نکته مهم و شاید نکته ای که منجر به بروز هیجانات اخیر نیز شده باشد این است که هر دو آزمایشگر اتلس و سی ام اس با نتایج مشابهی به این دستاورد رسیده اند.
نتایج هر دو آزمایشگر نشان می دهد چنانچه پدیده های مشاهده شده واقعاً ذرات هیگز باشند، در این صورت بوزون هیگز باید جرمی در حدود 125 گیگا الکترون ولت (Gev) داشته باشد. این دو دستاورد مشابه نشان می دهد که پدیده مشاهده شده نمی تواند صرفاً ناشی از نوسانات تصادفی باشد بلکه یک پدیده واقعی است.
این موضوع همچنین امید فیزیکدانان به آینده را بیشتر کرده است. مدل استاندارد هر چند که در گذر زمان در برابر آزمایش ها سربلند بیرون آمده است، اما این نظریه با کمک برخی تعابیر ریاضی به هم متصل شده است. چنانچه هر یک از ذرات تشکیل دهنده این مدل یک یا چند ذره همراه سنگین تر داشته باشند، آنگاه باید در انتظار از بین رفتن بخش بزرگی از مدل استاندارد و جایگزین شدن آن با نظریه ای ظریف تر و زیباتر باشیم. جرم این ذرات کشف نشده نسبتی از جرم ذره هیگز است. هرچه جرم ذره هیگز بیشتر باشد جرم ذرات کشف نشده و مرتبط با هیگز نیز بزرگ تر خواهد بود و اگر جرم این ذرات بیش از حد بزرگ باشد ناامیدانه باید گفت که برخوردهنده بزرگ ال اچ سی قادر به یافتن آنها نخواهد بود. اما خوشبختانه هم برای آینده علم فیزیک و هم برخورد دهنده ال اچ سی ذره هیگزی به جرم 125 گیگا الکترون ولت به اندازه کافی سبک است که بتوان برخی از ذرات مدل استاندارد را در دستگاهی که در سرن قرار دارد مشاهده کرد.
پی نوشت ها :
1. goddamm.
2. god particle.
منبع: اکونومیست
منبع: نشریه دانشمند، شماره 581..
