العلماء‏:‏ الاكتشاف بداية ثورة في الفيزياء لإثبات نشأة الكون

علي مدي الأسبوع الماضي توجهت أنظار العالم إلي المؤسسة الأوروبية للأبحاث النووية بسويسرا‏(‏ سيرن‏)‏ حيث نجح العلماء في إثبات فرضية العالم الاسكتلندي بيتر هيجز بظهور جسيم هيجز بوزن في حالة اندماج3 من أصل4 مجالات أساسية في الكون, وهو ما يعد ثورة علمية جديدة وخطوة هامة علي طريق إثبات فرضية نشأة الكون. وقد تم رصد إشارات لجسيم هيجز عمليا في عام2011, ثم تم الإعلان من مختبر سيرن أنه بنسبة99.99% توجد جسيمات هيجز فعليا.
ويقول دكتور شعبان سعيد خليل مدير مركز الفيزياء النظرية بمدينة زويل للعلوم والتكنولوجيا والمتواجد حاليا في جنيف مع عدد من العلماء المصريين لمتابعة نتائج تجارب المصادم الهدروني الكبير إن تجارب البحث عن جسيم هيجز والتي أعلن عنها في4 يوليو2012, تعد تأكيدا عمليا لما أفترض وجوده العالم الاسكتلندي بيتر هيجز في عام1964 ليفسر به كيفية حصول الجسيمات الأولية التي تتكون منها كل المواد في الطبيعة مثل الإلكترون علي كتلتها. وعلي مدار خمسة عقود ظل جسيم هيجز هو الجسيم الوحيد في النموذج المعياري الذي لم يكتشف بعد, ولكن هناك دلائل نظرية كثيرة علي وجوده ولم يتمكن مصادم الجسيمات السابق في سيرن بسويسرا(1989-2000) وفيرمي لاب بأمريكا(1940-2011) من اكتشاف هذا الجسيم مما زاد من الشك في وجوده.
ويضيف الدكتور خليل: إن محاولة بناء النموذج المعياري للجسيمات الأولية بطريقة مختلفة لا تعتمد علي فرضية وجود جسيم هيجز, ولكن باءت تلك المحاولات بالفشل مما زاد من لغز جسيم هيجز وآليته في حصول الجسيمات علي كتل, لذلك كان البحث عن هذا الجسيم من أهم أسباب بناء المصادم الهدروني الكبير كمحاولة أخيرة لحسم هذا الجدل والتحقق من تلك الفرضية.
جدير بالذكر أنه تم الإعلان عن رصد جسيم هيجز في تجربتين منفصلتين من تجارب المصادم الهدروني الكبير بكتلة تصل حوالي125 جيجا إلكترون فولت( أي ما يعاد كتلة125 بروتون), ومن خلال نفس قنوات التحلل لهذا الجسيم. إن نسبة الخطأ في تلك التجارب أقل من واحد في المائة ألف( أي0.00001) وهي النسبة التي تجعل تلك النتيجة اكتشافا حقيقيا, وبذلك تكون محاولة إيجاد جسيم هيجز قد وصلت إلي نهايتها وأن فيزياء الطاقات العالية علي أعتاب ثورة علمية جديدة.
وعن مشاركة العلماء والباحثين المصريين في مثل هذه الأبحاث الهامة, يضيف الدكتور خليل إنه منذ عام2009 ومصر تشارك بشكل أساسي في الأبحاث التي تجري في سيرن, حيث دعم التعاون العلمي بين أكاديمية البحث العلمي وسيرن في مشاركة30 باحثا من مختلف الجامعات المصرية في تجارب المصادم الهيدروني الكبير, وحاليا هناك فرص أكبر للتعاون, حيث من المقرر أن يتم الاتفاق بين المؤسسة الأوروبية ومدينة زويل لمشاركة عدد أكبر من العلماء المصريين وتعزيز التعاون العلمي في مجال الفيزياء النظرية.
وتوضح الدكتورة هدي أبوشادي المدير التنفيذي لوحدة الدراسات النووية بجامعة القاهرة أن جسيم هيجز جسيم تحت ذري مدرج عاميا تحت اسم الجسيم الأعظم, وتأتي هذه النتيجة بعد نحو20 عاما من التصميم الهندسي ثم التنفيذ و التعاون الدولي المنسق والدؤوب لبناء مصادم الهادرونات الكبير في مختبر سيرن في علي عمق100 متر تحت سطح الأرض, و يبلغ محيط دائرته27 كيلومترا, وتم تشغيله لأول مرة بنجاح20 نوفمبر2009, وكان من أهم أهداف إنشاء مصادم الهادرونات الكبير الكشف عن جسيمات هيجز, حيث تصل فيه سرعة البروتونات إلي سرعة الضوء تقريبا. كما يمكن أيضا أن يصوب شعاعي بروتونات عكسيا في معجل الهادرونات الكبير كل منهما بسرعة مقاربة لسرعة الضوء ضد بعضهما رأسيا, ثم دراسة نتائج هذا الاصطدام الذي يماثل ظروف الانفجار العظيم علي مستوي مصغر, ولتمثيل ظروف اللحظة الزمنية10-35 من الثانية الأولي بعد الانفجار العظيم, والتي يعتقد أن جسيمات هيجز تكونت في تلك اللحظة.
ويؤكد علماء الفيزياء النظرية, كما يوضح الباحث وليد الحنفي بقسم العلوم الأساسية بالجامعة البريطانية أن الكون المادي نشأ بانفجار عظيم, وكانت القوة أو المجال المسيطر في هذه اللحظة هو مجال وحيد, ثم نتج عن تمدد الكون وانخفاض درجة حرارته تغيرات في كثافة المادة الكونية والضغط, مما أدي لانقسام المجال الموحد إلي4 مجالات هي المسئولة عن حالة الكون الراهنة, وهي الجاذبية والكهرومغناطيسية والنووية الضعيفة والنووية القوية. أما عن القوي الثلاث الأخري بخلاف الجاذبية فتم دمجهم في إطار نظرية تسمي نظرية النموذج العياري أو القياسي في فيزياء الجسيمات.
وكان الفيزيائي بيتر هيجز قد تنبأ بوجود جسيم يسمي جسيم هيجز يبلغ كتلته نحو200 مرة كتلة البروتون للجسيم الواحد وهو المسئول عن طريق ما ينتجه من مجال عن حصول الجسيمات الأولية علي كتلتها, مثل الإلكترون والبروتون والنيوترون وغيرها. ومن الغريب أن كثير من العلماء شككوا في هذه النظرية منهم الفيزيائي البريطاني الشهير ستيفن هوكينجز والذي راهن أحد العلماء الأمريكيين بمائة دولار حول مدي صحة فرضية هيجز, إلا أنه مع إعلان النتائج مؤخرا وخسارته الرهان صرح هوكينز أن هيجز يستحق عن هذا الإثبات العلمي الهام جائزة نوبل في الفيزياء.