The Liver
09-29-2013, 11:17 AM
الفزيائيون يكتشفون بوزون هيجز الشهير (http://www.modern phys.com/index.php/2011-08-01-23-03-45/197-2013-06-09-19-44-48)
http://www.modern phys.com/images/news/mahmood1.j pg
من الاخبار العلمية التي نشرت في العدد الـ 14 من مجلة الفيزياء العصريةم/ محمود بكر أبو خميس - مهندس بجامعة الزقازيق - مصر
وردت البيانات من المصادم الهادروني الكبير LHC وهو مسرع جسيمات دائري تحت الأرض طوله 27 كم يقع تحت الحدود الفرنسية السويسرية بالقرب من جنيف، يحطم المصادم البروتونات ببعضها البعض عند طاقاتٍ هائلة لتنبثق إلى الوجود جسيماتٌ دون ذرية عابرة جديدة، يحصل تصادم البروتونات ضمن كاشفين عملاقين للجسيمات يسمى أحدهما ATLASوالآخ ر CMS وهما من يتصيدان بوزونات هيجز. ذلك أن أي بوزون هيجز يتشكل سيضمحل (يتحلل أو يتفكك) إلى تركيباتٍ معينة من الجسيمات التي يمكن رصدها في الكواشف. واليوم قدم فريق الكاشفين بياناتهما الأخيرة حول البحث عن بوزونات هيجز في ندوةٍ علميةٍ في مركز الأبحاث النووية الأوربي CERN، وقد رصد كلا الفريقين إشارات قوية إن لم تكن حاسمةً حول اكتشاف البوزونات.
http://www.modern phys.com/images/news/mahmood2.j pg
فعلى سبيل المثال، وجد العلماء البالغ عددهم حوالي 3000 عالم يعملون في الكاشف CMS إشارةً واضحةً إلى أن بوزون هيجز يـتفكك إلى فوتونين، ومن الطاقة التي يحملها كلا الفوتونين، يستطيع الفيزيائيو ن أن يخمنوا كتلة الجسيم المفترض أنه الأصل لهما، وعندما رسم الباحثون في الكاشف مخططاً بيانياً للكتل المقدرة للجسيمات ظهر لهم بروزٌ (نتوء) حاد ضمن خلفية ناتجة من أزواج الفوتونات العشوائية. يشير هذا البروز إلى وجود جسيمات شبيهةٍ ببوزونات هيجز لها كتلة قدرها 125 جيجا إلكترون فولت GeV أي حوالي 133 ضعف كتلة البروتون، طبقا لما بينه الفيزيائي جوزيف إنكاديلا Joseph Incadela من جامعة كاليفورنيا – سانتا باربارا والمتحدث باسم فريق الكاشف CMS أمام الجمع المجتمع في مركز الأبحاث النووية الأوربي CERN. كذلك وجد الباحثون العاملون في الكاشف CMS دليلاً على تحلل الهيجز إلى زوجٍ من الجسيمات التي تُسمَّى بوزونات W أو إلى زوجٍ من الجسيمات المسماة بوزونات Z، حسبما صرَّح إنكانديلا. وهذه البوزونات مسؤولة عن حمل القوى النووية الواهنة تماماً كما تنقل الفوتونات القوة الكهرومغنط يسية وبتضمنها المزيد من التركيبات لجسيمات مألوفة، تبقى هذه البيانات تحمل قدراً ضئيلاً من الشك من أن الجسيم الشبيه بالهيجز كان هناك. فاحتمال أن الترجحات الإحصائية يمكنها توليد مثل هذه الإشارات أكبر بقدرٍ ضئيل من مستوى العشوائية المتولدة عن 1 إلى 3.5 مليون، وهو ما يسمى معيار 5 سيجما.لقد رصد فريق ATLAS بروزاً مماثلاً في المخطط البياني لكتل تحلل الهيجز إلى أزواجٍ من الفوتونات، كما توضح فابيولا جيانوتي، الفيزيائية في CERN والمتحدثة باسم فريق ATLAS.وإذا ما أردنا الصراحة، فإن أياً من إشارات ATLAS أو CMS قوية بما فيه الكفاية لوحدها لتواجه معيار العشوائية لإعلان اكتشاف. لكنهما معاً يفعلان، فإن الإشارتين المتوافقتي ن لا تتركان مجالاً للتساؤل حول وجود الجسيم، ويشير جون إليس John Ellis بأنه: "عليك أن تكون مجنوناً لتعتقد أنهم لم يكتشفوا شيئاً يمشي كما الهيجز ويصيح كما الهيجز" وهو عالم نظري في الكلية الملكية في لندن وقد عمل في CERN لعقود.
http://www.modern phys.com/images/news/mahmood3.j pg
في نهاية الندوة العلمية رحَّب الفيزيائيو ن بالنتائج بحفاوةٍ كبيرةٍ تجلت بالوقوف ط***اً والهتاف إشارةً إلى الموافقة. وصرَّح رولف ديتر هوير Rolf Dieter Heuer المدير العام لمركز CERN: "أعتقد أننا حصلنا عليه"، ويوجه كلامه إلى بيتر هيجز: "هل أنت راضٍ؟" وهيجز هو الفيزيائي النظري من جامعة إدنبرة في المملكة المتحدة، والبالغ من العمر 83 عاماً، الذي تنبأ بوجود البوزون عام 1964 وصار في اليد بهذا الحدث. ويرد هيجز "على أن أشكر العلماء التجريبيين" لم أكن أظن أني سأرى هذا في حياتي".ما يزال على الفيزيائيي ن اختبار ما إذا كان الجسيم المرصود يمتلك وبدقة الخصائص التي يتنبأ بها النموذج المعيار أم لا؟ على سبيل المثال على الباحثين المقارنة بين المعدلات النسبية التي يتحلل بها الهيجز إلى التراكيب المختلفة من الجسيمات وبين المعدلات التي تتنبأ بها النظرية. ولكن كون أن اكتشاف الجسيم كان في التحليلات المتوقعة أساساً يوحي بأنها لن تكون مختلفةً كثيراً عن هيجز النموذج المعياري.ل و أن ما تم اكتشافه اليوم كان حقاً بوزون هيجز فإن هذا الاكتشاف يكون قد حقق نبوءةً وضعها هيجز قبل عقودٍ خلت، على الرغم من أن آخرين خلصوا إلى نتيجةٍ مماثلة في الوقت عينه تقريباً. وسيكون هذا الاكتشاف الأخير، وليس الآخر، الذي يتحقق من بين حفنة من التنبؤات العميقة وضعها علماء فيزياء الجسيمات. على سبيل المثال في عام 1970 تنبأ العلماء النظريون بوجود جسيمٍ أسموه الكوارك الفاتن charm، واكتشف عالمان تجريبيان مستقلان الجسيم عام 1974 ونالا على ذلك جائزة نوبل في الفيزياء بعد عامين. وفي عام 1968 تنبأ العماء النظريون بوجود بوزونات W وبوزونات Z، وتم عام 1983 اكتشاف هذين الجسيمين، ونالت النظرية الكامنة وراء التنبؤ جائزة نوبل عام 1972، والاكتشاف بحد ذاته نال الجائزة عام 1984.والآن وبما أن النموذج المعياري لفيزياء الجسيمات قد اكتمل، فإن السؤال الجوهري هو إن كانت هناك جسيمات تقع في متناول يد المصادم الهادروني الكبير LHC أو أي محطم ذراتٍ أعلى طاقة يمكن أن يُبنى مستقبلاً، يقول الفيزيائيو ن إن ثغراتٍ مفاهيمية في النموذج المعياري تستلزم أن النظرية غير مكتملة.فعل ى سبيل المثال وبحسب النموذج المعياري فإن التآثرات ما بين الهيجز والجسيمات الأخرى ينبغي عليها أن تجبر كتلة الهيجز على الازدياد فجأةً تريليون مرة إلا أن هذا لم يحدث، لهذا يشك الفيزيائيو ن بأن هناك جسيماتٍ جديدة تُضادُّ بكيفية ما التزايد الكبير لكتلة الهيجز.ولك ن هل ستكون لهذه الجسيمات كتلة ضئيلة كافية لاكتشافها بأي محطم ذرات من صنع الإنسان يمكن تصوره؟ يجيب ستيفن واينبرغ، العالم النظري في جامعة تكساس في أوستن، والذي تشاطر جائزة نوبل عام 1972 لنظريته التي قادت لاكتشاف البوزونات W والبوزونات Z بأنه: "لا توجد أية ضمانات" هذا هو الكابوس بالنسبة لي ولغيري أيضاً غير أن كثيراً مننا من فيزيائي الجسيمات يرون أن المصادم الهادروني الكبير قد اكتشف بوزونات هيجز ولا شيء سواه " الأمر أشبه بإغلاق الباب " لكن معظم الفيزيائيي ن يقولون أن هناك فسحة من التفاؤل من أنLHC قد اكتشف الآن بوزونات هيجز، لكن الاكتشافات المذهلة الأخرى ستتوالى ، فالواقع الآن أن اكتشاف الهيجز صار حلما تحقق.
http://www.modern phys.com/images/news/mahmood1.j pg
من الاخبار العلمية التي نشرت في العدد الـ 14 من مجلة الفيزياء العصريةم/ محمود بكر أبو خميس - مهندس بجامعة الزقازيق - مصر
وردت البيانات من المصادم الهادروني الكبير LHC وهو مسرع جسيمات دائري تحت الأرض طوله 27 كم يقع تحت الحدود الفرنسية السويسرية بالقرب من جنيف، يحطم المصادم البروتونات ببعضها البعض عند طاقاتٍ هائلة لتنبثق إلى الوجود جسيماتٌ دون ذرية عابرة جديدة، يحصل تصادم البروتونات ضمن كاشفين عملاقين للجسيمات يسمى أحدهما ATLASوالآخ ر CMS وهما من يتصيدان بوزونات هيجز. ذلك أن أي بوزون هيجز يتشكل سيضمحل (يتحلل أو يتفكك) إلى تركيباتٍ معينة من الجسيمات التي يمكن رصدها في الكواشف. واليوم قدم فريق الكاشفين بياناتهما الأخيرة حول البحث عن بوزونات هيجز في ندوةٍ علميةٍ في مركز الأبحاث النووية الأوربي CERN، وقد رصد كلا الفريقين إشارات قوية إن لم تكن حاسمةً حول اكتشاف البوزونات.
http://www.modern phys.com/images/news/mahmood2.j pg
فعلى سبيل المثال، وجد العلماء البالغ عددهم حوالي 3000 عالم يعملون في الكاشف CMS إشارةً واضحةً إلى أن بوزون هيجز يـتفكك إلى فوتونين، ومن الطاقة التي يحملها كلا الفوتونين، يستطيع الفيزيائيو ن أن يخمنوا كتلة الجسيم المفترض أنه الأصل لهما، وعندما رسم الباحثون في الكاشف مخططاً بيانياً للكتل المقدرة للجسيمات ظهر لهم بروزٌ (نتوء) حاد ضمن خلفية ناتجة من أزواج الفوتونات العشوائية. يشير هذا البروز إلى وجود جسيمات شبيهةٍ ببوزونات هيجز لها كتلة قدرها 125 جيجا إلكترون فولت GeV أي حوالي 133 ضعف كتلة البروتون، طبقا لما بينه الفيزيائي جوزيف إنكاديلا Joseph Incadela من جامعة كاليفورنيا – سانتا باربارا والمتحدث باسم فريق الكاشف CMS أمام الجمع المجتمع في مركز الأبحاث النووية الأوربي CERN. كذلك وجد الباحثون العاملون في الكاشف CMS دليلاً على تحلل الهيجز إلى زوجٍ من الجسيمات التي تُسمَّى بوزونات W أو إلى زوجٍ من الجسيمات المسماة بوزونات Z، حسبما صرَّح إنكانديلا. وهذه البوزونات مسؤولة عن حمل القوى النووية الواهنة تماماً كما تنقل الفوتونات القوة الكهرومغنط يسية وبتضمنها المزيد من التركيبات لجسيمات مألوفة، تبقى هذه البيانات تحمل قدراً ضئيلاً من الشك من أن الجسيم الشبيه بالهيجز كان هناك. فاحتمال أن الترجحات الإحصائية يمكنها توليد مثل هذه الإشارات أكبر بقدرٍ ضئيل من مستوى العشوائية المتولدة عن 1 إلى 3.5 مليون، وهو ما يسمى معيار 5 سيجما.لقد رصد فريق ATLAS بروزاً مماثلاً في المخطط البياني لكتل تحلل الهيجز إلى أزواجٍ من الفوتونات، كما توضح فابيولا جيانوتي، الفيزيائية في CERN والمتحدثة باسم فريق ATLAS.وإذا ما أردنا الصراحة، فإن أياً من إشارات ATLAS أو CMS قوية بما فيه الكفاية لوحدها لتواجه معيار العشوائية لإعلان اكتشاف. لكنهما معاً يفعلان، فإن الإشارتين المتوافقتي ن لا تتركان مجالاً للتساؤل حول وجود الجسيم، ويشير جون إليس John Ellis بأنه: "عليك أن تكون مجنوناً لتعتقد أنهم لم يكتشفوا شيئاً يمشي كما الهيجز ويصيح كما الهيجز" وهو عالم نظري في الكلية الملكية في لندن وقد عمل في CERN لعقود.
http://www.modern phys.com/images/news/mahmood3.j pg
في نهاية الندوة العلمية رحَّب الفيزيائيو ن بالنتائج بحفاوةٍ كبيرةٍ تجلت بالوقوف ط***اً والهتاف إشارةً إلى الموافقة. وصرَّح رولف ديتر هوير Rolf Dieter Heuer المدير العام لمركز CERN: "أعتقد أننا حصلنا عليه"، ويوجه كلامه إلى بيتر هيجز: "هل أنت راضٍ؟" وهيجز هو الفيزيائي النظري من جامعة إدنبرة في المملكة المتحدة، والبالغ من العمر 83 عاماً، الذي تنبأ بوجود البوزون عام 1964 وصار في اليد بهذا الحدث. ويرد هيجز "على أن أشكر العلماء التجريبيين" لم أكن أظن أني سأرى هذا في حياتي".ما يزال على الفيزيائيي ن اختبار ما إذا كان الجسيم المرصود يمتلك وبدقة الخصائص التي يتنبأ بها النموذج المعيار أم لا؟ على سبيل المثال على الباحثين المقارنة بين المعدلات النسبية التي يتحلل بها الهيجز إلى التراكيب المختلفة من الجسيمات وبين المعدلات التي تتنبأ بها النظرية. ولكن كون أن اكتشاف الجسيم كان في التحليلات المتوقعة أساساً يوحي بأنها لن تكون مختلفةً كثيراً عن هيجز النموذج المعياري.ل و أن ما تم اكتشافه اليوم كان حقاً بوزون هيجز فإن هذا الاكتشاف يكون قد حقق نبوءةً وضعها هيجز قبل عقودٍ خلت، على الرغم من أن آخرين خلصوا إلى نتيجةٍ مماثلة في الوقت عينه تقريباً. وسيكون هذا الاكتشاف الأخير، وليس الآخر، الذي يتحقق من بين حفنة من التنبؤات العميقة وضعها علماء فيزياء الجسيمات. على سبيل المثال في عام 1970 تنبأ العلماء النظريون بوجود جسيمٍ أسموه الكوارك الفاتن charm، واكتشف عالمان تجريبيان مستقلان الجسيم عام 1974 ونالا على ذلك جائزة نوبل في الفيزياء بعد عامين. وفي عام 1968 تنبأ العماء النظريون بوجود بوزونات W وبوزونات Z، وتم عام 1983 اكتشاف هذين الجسيمين، ونالت النظرية الكامنة وراء التنبؤ جائزة نوبل عام 1972، والاكتشاف بحد ذاته نال الجائزة عام 1984.والآن وبما أن النموذج المعياري لفيزياء الجسيمات قد اكتمل، فإن السؤال الجوهري هو إن كانت هناك جسيمات تقع في متناول يد المصادم الهادروني الكبير LHC أو أي محطم ذراتٍ أعلى طاقة يمكن أن يُبنى مستقبلاً، يقول الفيزيائيو ن إن ثغراتٍ مفاهيمية في النموذج المعياري تستلزم أن النظرية غير مكتملة.فعل ى سبيل المثال وبحسب النموذج المعياري فإن التآثرات ما بين الهيجز والجسيمات الأخرى ينبغي عليها أن تجبر كتلة الهيجز على الازدياد فجأةً تريليون مرة إلا أن هذا لم يحدث، لهذا يشك الفيزيائيو ن بأن هناك جسيماتٍ جديدة تُضادُّ بكيفية ما التزايد الكبير لكتلة الهيجز.ولك ن هل ستكون لهذه الجسيمات كتلة ضئيلة كافية لاكتشافها بأي محطم ذرات من صنع الإنسان يمكن تصوره؟ يجيب ستيفن واينبرغ، العالم النظري في جامعة تكساس في أوستن، والذي تشاطر جائزة نوبل عام 1972 لنظريته التي قادت لاكتشاف البوزونات W والبوزونات Z بأنه: "لا توجد أية ضمانات" هذا هو الكابوس بالنسبة لي ولغيري أيضاً غير أن كثيراً مننا من فيزيائي الجسيمات يرون أن المصادم الهادروني الكبير قد اكتشف بوزونات هيجز ولا شيء سواه " الأمر أشبه بإغلاق الباب " لكن معظم الفيزيائيي ن يقولون أن هناك فسحة من التفاؤل من أنLHC قد اكتشف الآن بوزونات هيجز، لكن الاكتشافات المذهلة الأخرى ستتوالى ، فالواقع الآن أن اكتشاف الهيجز صار حلما تحقق.