فیزیکدانان در حال تنظیم آخرین نتایج از برخورددهنده هادرونی بزرگ (LHC) هستند تا نتایج آن را منتشر کنند، اما دقیقا بوزون هیگز (Higgs boson) چه چیزی هست، چرا به آن ذره خدا می گویند و این اکتشافات برای فیزیکدانان به چه معنایی است؟
بوزون هیگز چیست؟
به افتخار Peter Higgs فیزیکدان دانشگاه ادینبورگ، چنین نامیده شده است. بوزون هیگز برای درک منشاء جرم بسیار مهم است. تصور می شود چندی پس از انفجار بزرگ، بسیاری از ذرات بدون جرم بودند. اما بعد ها با کمک میدان هیگز، سنگین (پرجرم) شدند. هر ذره ای که با این میدان تعامل برقرار کرد، جرم آن افزایش یافت. بوزون هیگز نتیجه ورود ذرات در این میدان است.
میدان هیگز دقیقا چیست؟
براساس یک نظریه، میدان انرژی نامرئی است که در سراسر جهان کشیده شده است. آن ذرات بنیادی را در هرکجا که باشند به هم می‌چسباند. آنها را می‌کشاند و سنگین می‌کند. برخی ذرات بیشتر از بقیه “چسبناک” هستند. ذرات نور -فوتون‌ها- به آن بی‌اهمیت هستند. ذرات دیگر باید درمیان آن به سختی حرکت کنند، مانند یک فیل در قیرزار. پس بنابراین تئوری ذرات می توانند هیچ وزنی نداشته باشند، اما به محض روشن شدن (ایجاد) این میدان پس از مدت کوتاهی از زمان انفجار بزرگ، ذرات جرم دار شدند.
چرا افراد به آن ذرات خدا می‌گویند؟
این نام مستعار تئیستی توسط Leon Lederman (برنده جایزه نوبل فیزیک) ابداع شد. اما هیگز خود از طرفداران این برچسب نیست و می‌گوید: من این نام‌گذاری را شرم‌آور می‌دانم زیرا باوجود اینکه من یک معتقد نیستم، ولی به نظرم سوء استفاده این‌گونه از اصطلاحات ممکن است باعث دلخوری برخی از مردم شود.
با توجه به گفته های هیگز این عبارت حتی انتخاب خود لدرمن هم نبوده است: او می خواست به چیزی که “goddamn particle” است اشاره کند و ویراستار این اجازه را به او نداده است.
مفهوم بوزون هیگز چه دستاوردهایی برای فیزیک خواهد داشت؟
این می‌تواند از مدل فیزیکی موسوم به مدل استاندارد دفاع کند. مدل استاندارد پیش‌بینی می‌کند که جهان از 12 بلوک سازنده اصلی به نام ذرات بنیادی ساخته شده است و توسط 4 نیروی بنیادی اداره می‌شود.
وجود بوزون هیگز در مدل استاندارد پیش‌بینی شده است اما این مساله هنوز در آزمایشات یافت نشده است. حتی در صورتی که هیگز کشف شود، مدل استاندارد همه چیز را توضیح نمی‌دهد.
این اطلاعات چگونه جمع آوری می شود؟
این داده ها از درهم شکستن پروتون ها درکنار یکدیگر با انرژی بسیار زیاد در برخورددهنده هادرونی بزرگ (در آزمایشگاه ذرات اروپا) واقع در شهر سرن جمع آوری می‌شوند.
این برخوردها شرایطی را که قبل از تشکیل جهان و بعد از انفجار بزرگ وجود داشت را ازنو خلق می کند.
ستاره شناس سلطنتی، سر مارتین ریس، چنین توصیف می‌کند: LHC (برخورددهنده بزرگ هادرون) در یک ناحیه میکروسکوپی که در آن پرتوهای ذرات با هم برخورد می‌کنند، با غلظتی از انرژی که هرگز قبل از این ایجاد نشده (این غلظت انرژی در جهانی صغیر که اولین تریلیونوم یک ثانیه پس از انفجار بزرگ (بیگ بنگ) را شبیه سازی می کند) بوجود می‌آید.
بعد از هر اثر، آشکارسازهای غول پیکر، به جستجو کردن خرابه زیر اتمی برای یافتن شواهدی از فیزیک جدید می‌پردازند.
به این فکر می‌کنم که LHC خراب شده بود؟
مهندسان LHC را در سپتامبر ۲۰۰۸ با هیاهوی جهانی راه اندازی کردند همه چیز خوب پیش می‌رفت تا اینکه 36 ساعت بعد دوباره خاموش شد. این حادثه -که منجر به نشت هلیوم به ساختمان تونل حلقه ابررسانا شده بود- تصور می‌شود ناشی از سیم برق معیوب بین دو آهن‌ربا بود که با عبور جریان بالا ذوب شد. LHC در نوامبر 2009 پس از تعمیرات و مجهز شدن به سیستم امنیتی جدید دوباره آغاز به کار کرد و در اواخر همان ماه به قدرتمندترین شتاب دهنده ذرات در جهان تبدیل شد.
LHC دیگر به دنبال چه چیزی است؟
موارد بسیاری وجود دارد، که ابرتقارن (supersymmetry) (پیش‌بینی می‌کند که هر ذره بنیادی دارای یک دوقولوی نامرئی است.)، ماده تاریک (Dark matter) (پیش‌بینی می‌شود 25 درصد مواد جهان را تشکیل دهند که نور یا هر نوع اشعه دیگری را منتشر نمی‌کنند.)، ابعاد اضافی (extra dimensions) و سیاه‌چاله (Black hole) از آن جمله اند.
منبع: Guardian News
