کشف تاریخی فیزیک: دانشمندان به شواهد 'ذره الهی' دست یافتند

[azarafrooz 14221]

پژوهشگران از کشف شواهدی حاکی از وجود یک ذره بنیادی خبر داده اند که می تواند به شناخت بهتری از مبداء پیدایش جهان ماده کمک کند.

روز چهارشنبه، ۱۴ تیر (۴ ژوئیه)، سازمان اروپایی پژوهش های هسته ای - سرن - در سمیناری در مرکز این موسسه در ژنو، سوئیس، اعلام کرد که دو گروه از فیزیکدانان این مرکز در تحقیقات خود، وجود ذره بنیادی جدیدی را کشف کرده اند که خصوصیات آن به ذره بنیادی موسوم به "بوزون هیگز" شباهت دارد.

 

مدیر مرکز سرن این یافته را "نقطه عطفی در شناخت بشر از ماهیت طبیعت" خوانده و گفته است که کشف جدید راه را برای مطالعات تفصیلی بعدی بر مبنای یافته های آماری بیشتر و آگاهی از خصوصیات ذره جدید هموار می سازد که به نوبه خود می تواند به شناخت اسرار کائنات کمک کند.

 

کشف جدید به خصوص در زمینه شناخت تجربی فرضیه موسوم به "الگوی استاندارد فیزیک ذرات" در مورد ساختار جهان ماده اهمیت دارد.

 

این الگو تبیین کننده ذرات تشکیل دهند کائنات و ارتباط آنها با یکدیگر است که بخش عمده ای از آنها پیشتر از راه آزمایش تجربی، شناخته شده بودند.

 

بخش مهمی از این الگو به نحوه تبدیل ذرات بنیادی بسیط و بدون جرم، مانند فوتون ها، به ذرات بسیط دارای جرم ارتباط دارد که در نهایت، ایجاد کننده اتم ها به عنوان اجزای سازنده تمامی موادی است که در طبیعت وجود دارد.

 

 

براساس الگوی استاندارد، در فرآیند تبدیل ذرات بنیادی بدون جرم به ماده، حلقه رابطی حاوی یک ذره بنیادی بسیط، اما دارای جرم وجود دارد که به آن "بوزون هیگز" نام داده اند.

 

وجود این حلقه رابط تا کنون از راه آزمایش تجربی شناخته نشده بود و صرفا جنبه نظری داشت.

 

فرآیند تطور ذرات بدون جرم به ذرات دارای جرم موضوع فرضیه هایی بود که در اواسط دهه ۱۹۶۰ به طور مستقل از سوی چند فیزیکدان ارائه شد.

 

در مشهورترین این فرضیه ها، که توسط پیتر هیگز، استاد پیشین دانشگاه ادینبورو ارائه شد، وجود مکانیسم یا حوزه ای مطرح شد که در گستره کائنات وجود دارد و ذرات بدون جرم، با ورود به آن، دارای جرم می شوند.

 

چنین ذره ای اصطلاحا "بوزون هیگز" خوانده می شود و طی نیم قرن گذشته، نشانه ای تجربی از وجود آن در دست نبود.

 

البته آزمایش انجام شده در مرکز تحقیقات سرن هم به معنی آن نیست که بوزون هیگز واقعا "مشاهده" یا احساس شده است بلکه گزارش این مرکز در روز چهارشنبه حاکی از آن است که تجهیزات موجود در این مرکز، آثار وجود آن را ثبت کرده اند.

 

کشف آثاری از وجود بوزون هیگز به معنی تکمیل شناخت تجربی الگوی استاندارد در کلیت آن و اثبات این نظر است که ذرات بنیادی بسیط و بدون جرم از طریق "مکانیسم هیگز" به ذراتی بسیط و دارای جرم تبدیل می شوند که مصالح ابتدایی ایجاد ماده را پدید می آورند.

 

 

 

 

پیتر هیگز

 

 

 

 

 

"کشف حلقه مفقوده"

یکی از نتایج کشف تجربی بوزون هیگز، تقویت فرضیه موسوم به انفجار بزرگ یا "مهبانگ" در مورد پیدایش کائنات، تشکیل کهکشان ها و در نهایت، شکل گیری منظومه شمسی و کره زمین است.

 

بر اساس این فرضیه، انفجار بزرگ اولیه انرژی عظیمی را آزاد کرد که با کاهش دما به تدریج به ظهور "بسته های انرژی" و ذرات بسیط بدون جرم مانند فوتون ها منجر شد و این ذرات پس از تبدیل به ذرات دارای جرم، در نهایت جهان ماده را ایجاد کردند.

 

تا کنون، فرآیند تبدیل ذرات انرژی بدون جرم به ذرات بنیادی اولیه یا بوزون هیگز، همچنان به عنوان "حلقه مفقوده" در این فرضیه باقی بود و تحقیقات سال های اخیر در مرکز سرن در صدد بوده است تا نحوه این دگرگونی در ماهیت ذرات را از طریق آزمایش نشان دهد.

 

 

 

به دلیل مبهم بودن نحوه پدید آمدن بوزون هیگز، به آن نام "ذره الهی" داده شده بود تا نشان دهد که بشر هنوز از تبیین کامل آن ناتوان است.

 

گزارش مرکز سرن در روز چهارشنبه حاکی از آن است که اطلاعاتی که از آزمایش های این مرکز به دست آمده وجود بوزون هیگز را "در حد قابل قبولی" نشان می دهد.

 

در عین حال، این مرکز تاکید کرده است که برای حصول اطمینان از صحت نتیجه اعلام شده، تحقیقات و مطالعات بیشتری صورت خواهد گرفت.

 

سازمان اروپایی پژوهش های هسته ای در دهه ۱۹۵۰ میلادی تاسیس شد و در اوایل دهه ۱۹۸۰، طرح ساخت برخورد دهنده هادرون را مطرح کرد تا برای این سئوال که چگونه ذرات بدون جرم می توانند دارای جرم شوند پاسخی بیابد.

 

 

این طرح سرانجام در سال ۱۹۹۶ با بودجه ای به مبلغ بیش از دو و نیم میلیارد فرانک سوئیس به تصویب رسید و برخورد دهنده بزرگ هادرون سرانجام در اوایل سال ۲۰۰۸ تکمیل شد.

 

در پائیز همان سال، پژوهشگران از آغاز آزمایش مربوط به شناخت نحوه تبدیل ذرات خبر دادند اما این آزمایش در آن زمان به نتیجه نرسید.

 

اوایل هفته جاری، گروهی از فیزیکدانان آمریکایی نیز گفتند که "قوی ترین شواهد" در مورد وجود بوزون هیکس را از یک رشته آمار گردآوری شده از تحقیقات شتابدهنده قدیمی "توالرون" در آزمایشگاه ملی فرنی در نزدیکی شیکاگو به دست آورده اند و در انتظار نتیجه آزمایش های صورت گرفته در سرن هستند.

 

 

bbc