اكتشاف جسيم هيجز.. هل يكشف أسرار "المادة الغامضة" في الكون؟

فى الرابع من يوليو 2012 تم الإعلان فى معامل CERN عن اكتشاف جسيم جديد كنتيجة لتجربتين تجريان فى المصادم الهادرونى الكبير LHC، تعرف إحداهما باسم تجربة CMS والأخرى تعرف باسم تجربة ATLAS، ويعتقد أن الجسيم المكتشف هو جسيم هيجز الذى تم التنبؤ بوجوده منذ أكثر من أربعين عاما.
الجدير بالذكر أن مصر تشارك فى عضوية هذه التجارب عن طريق الشبكة المصرية لفيزياء الطاقات العالية ENHEP. وقد تم إنشاء هذه الشبكة فى سبتمبر 2008 بين أكادمية البحث العلمى ومركز الفيزياء النظرية بالجامعة البريطانية فى مصر BUE، وتضم الشبكة مجموعة من الجامعات المصرية الأخرىمنها القاهرة، عين شمس ، الإسكندرية ، حلوان ،الفيوم.
يقول أ. د. ممدوح ونس أستاذ علم الكون مدير مركز الفيزياء النظرية بالجامعة البريطانية: بدأ العمل فى المصادم الهادرونى الكبير فى نوفمبر 2009 وبعدها بشهر واحد، فى ديسمبر 2009، تم تقديم الملف المصرى لعضوية تجربة CMS وتمت الموافقة على عضوية مصر فى التجربه فى مارس 2010.
ولهذا الغرض أنشأ مركز الفيزياء النظرية بالجامعة البريطانية معملا للحاسبات المتقدمة HPCL وذلك للمشاركة فى معالجة كمية كبيرة من البيانات العلمية التى يتم الحصول عليها من تجربة CMS بالمصادم الهادرونى الكبير LHC فى سرن. وفى المرحلة الأولى لمشروع ENHEP نظم مركز الفيزياء النظرية مدرستين لصغار الباحثين المصريين للتدريب ورفع المستوى العلمى فيما يتعلق بفيزياء الطاقات العالية وخاصة التى تتم فى سرن.
ثم تم عقد المدرسة الثالثة من هذه السلسلة بين مركز الفيزياء النظرية بالجامعة البريطانية فى مصر وجامعة القاهرة فى الفترة من 26/4/2012 – 3/5/2012، ويشرف على الشبكة المصرية لفيزياء الطاقات العالية الدكتور عمرو راضى عضو الفريق البحثى لمركز الفيزياء النظرية بالجامعة البريطانية BUE.
وقد تم الكشف عن الجسيم الجديد السالف الذكر عند طاقة حوالى 125 ألف مليون إلكترون فولت (أومايعرف بجيجا إلكترون فولت). وهى طاقه تعادل ما يقرب من مائة وعشرين مرة قدر (طاقة) كتلة البروتون. وقد سبق للعالم بيتر هيجز أن تنبأ عن طريق حساباته النظرية بوجود جسيم مماثل، ويتم الآن استكمال تحليل نتائج التجارب لمقارنة خواص الجسيم المكتشف مع ما تنبأ به الفيزيائى هيجز، فإذا انطبقت جميع الخواص المعملية مع نظيراتها التى تم التنبؤ بها يكون قد تم اكتشاف جسيم هيجز. وأما لو اختلفت هذه الخواص فقد تم اكتشاف جسيم جديد. وفى كلا الحالتين سوف تضع هذه النتائج العالم على أعتاب حقبة جديدة لعلم فيزياء الطاقة العالية.
وقد يلقى هذا الكشف المزيد من الضوء على ما يعرف حديثا باسم "المادة الغامضة" فى الكونDark Matter) ). فقد أدت الأبحاث التى أجريت خلال العقود الثلاثة الماضية حول سرعة النجوم فى المناطق الخارجية من المجرات الحلزونية إلى اكتشاف وجود توزيع من المادة التى ليس لها مثيل على الأرض أو فى المجموعة الشمسية، وأن هذه المادة الغامضة تكوِّن ما يقرب خمسة أمثال المادة العادية المركزة فى النجوم والمجرات وبقية الأجسام المنتشرة فى الكون (المادة اللامعة).
أما عن "الطاقة الغامضة" فى الكون (Dark Energy) فقد تم الكشف عنها نتيجة لأبحاث فلكية تمت فى العقدين الأخيرين، على نوع معين من نجوم السوبر نوفا والتى تدل على أن هناك نوعا من الطاقة المغاير لما هو معروف على سطح الأرض أو فى المجموعة الشمسية. هذا النوع من الطاقة يتسبب فى تباعد مكونات الكون بسرعات متزايدة (تمدد بعجلة).
ويكون هذا النوع من الطاقة أكثر من 70% من محتوى الكون من الطاقة والمادة، ومن المعروف أن طاقة التثاقل ترتبط بالتجاذب وليس التنافر، أما النوع الغامض من الطاقة التى تم الكشف عنه حديثا فإنه يرتبط بالتنافر كقوة فعالة، وبالتالى هو يرتبط بضغط سالب. وإلى الآن لم يتم التوصل إلى حل مرض يفسر هذا النوع الغامض من الطاقة.
ولا يعتقد أن الكشف الذى تم فى سرن سيؤثر على تفسير هذا النوع من الطاقه. كما أن النظريات القائمة والتى تفسر تمدد الكون عن طريق البداية بالانفجار العظيم (Big Bang)، لا تستطيع أن تفسر وجود الطاقة الغامضة بطريق مرض حتى الآن. وتجرى حاليا مجموعة من الأبحاث بمركز الفيزياء النظرية بالجامعة البريطانية فى مصر BUE تتعلق بهذه المكونات الغامضة فى الكون والتى تكون أكثر من 95% من محتوى المادة والطاقة فى الكون.