هل اكتشف مصادم الهدرونات الكبير جسيمات جديدة تتجاوز النموذج القياسي؟

مختلف عن الباقي

سيتم طرح معلومات جديدة في الأسبوع المقبلعما اكتشفه مصادم الهدرونات الكبير (LHC)، في سيرن (المركز الأوروبي للبحوث النووية CERN) في مؤتمر صحفي بتاريخ 3 أغسطس 2016، وقد تؤدي إلى ثورة في عالم الفيزياء الذي نعرفه، ولكن لنعد الآن قليلاً إلى الوراء.

في ديسمبر من عام 2015، اكتشفت الفرق التي تجري التجارب في مصادم الهدرونات الكبير خارج جنيف ما يبدو أنه إشارات من نوع جديد تماماً منالجسيمات الأولية، ولكن قدمت حول الموضوع نظرية جديدة ذات استنتاجات مختلفة تماماً، حيث نشرت مجلة فيزيكال ريفيوير ليترز نظرية للفيزيائي كيونجتشول كونج تقول بأنه، بدلاً من وجود جسيم جديد بطاقة رنين 750 جيجا إلكترون–فولت (كما تقترح النظريات الأخرى)، فإن تتابعاً من الجسيمات ذات الكتل المختلفة هو المسؤول عن هذه النتائج، أي أن هذا الاكتشاف قد يعني وجود جسيمات أكبر من ذلك، وتتجاوز النموذج القياسي.

يقترح كونج، وهو بروفسور مساعد في الفيزياء والفلك في جامعة كانساس، تفسيراً يعتمد على "التفكك المتدفق التتابعي" لجسيم أكثر ضخامة إلى فوتونات قادرة على "توليد إشارة رنين مزيفة" بطاقة 750 جيجا إلكترون-فولت.

يقول كونج في بيان صحفي:
"كنت أشارك في ورشة عمل في كوريا في ديسمبر 2015، عندما أُعلن عن وجود هذا الناتج الفائض. كان الجميع يفكر بوجود جسيم رنان، وهو ما كنت سأفكر فيه أولاً أنا أيضاً، لكنني رغبت بالعمل على تفسير مختلف، وتناقشت مع بعض الأصدقاء في ورشة العمل، وقدمت تفسيراً لا يتضمن وجود الرنين".

غير أن الأستاذ في قسم الفيزياء والفلك في جامعة كانساس، هيومي فيلدمان، يحذر من افتراض صحة النظرية لمجرد أنها نشرت، قائلاً في نفس البيان الصحفي إن: "الاكتشافات الفيزيائية غالباً ما تستغرق سنوات، أو عقوداً (مثل جسيم هيجز)، أو حتى قروناً بأسرها (مثل أمواج الجاذبية) حتى يتم التثبت منها".

نظريات مختلفة

كما ذكرنا سابقاً، فقد بدأ الموضوع بأكمله مع اكتشاف احتمال وجود جسيم أولي جديد. وبالتحديد، فإن كاشفي سي إم إس CMS وأطلس ATLAS في مصادم الهدرونات الكبير، اكتشفا وجود فائض غير متوقع من أزواج الفوتونات، تحمل بموجبها طاقة 750 جيجا إلكترون- فولت.

للحصول على شرح أعمق مع الحفاظ على الاختصار، يمكن أن تشاهد الفيديو التالي:

إن أغلب النظريات التي حاولت تفسير وجود هذا الفائض، كانت تميل إلى جسيم "رنان"، أي ذي كتلة تتجاوب مباشرة مع إشارة 750 جيجا إلكترون–فولت، أي أنه جسيم واحد يتفكك إلى فوتونين بطاقة مكافئة. إن كان هذا صحيحاً، فإن هذا الجسيم يجب أن يكون أثقل بست مرات من جسيم هيجز–بوزون المكتشف في 2012.

تسببت الأنباء حول الإشارة غير المتوقعة بظهور نظريات كثيرة تحاول تفسيرها، وليست ورقة كونج، التي تقترح وجود جسيم أثقل، سوى واحدة من هذه المحاولات. إذاً هل اكتشفنا جسيماً واحداً، أو عدة جسيمات؟ إن أمكن إثبات صحة أي من هذه النظريات تجريبياً، فقد يتغير فهم الإنسان للواحدات الأساسية التي بني منها الكون.

وسوف نعرف بالتأكيد، أو على الأقل بشكل أكثر، الأسبوع المقبل.