[h=3]
آیا ذره خدا پرده از رازهای ماده تاریک بر خواهد داشت؟
[/h]
* به گفته ی فیزیکدانان، کشف یک ذره ی زیراتمی تازه که احتمال دارد همان بوزون گریزان هیگز باشد -- ذره ای که پنداشته می شود به مواد دیگر جرم می دهد -- می تواند گامی ارزشمند به سوی یافتن چیزی نادیدنی باشد که بیشترین جرم کیهان ما را می سازد.
طی خبری که دیروز (4 ژوییه) از سوی بزرگ ترین برخورددهنده ی اتم جهان - برخورددهنده ی بزرگ هادرون (LHC) در سوییس- اعلام و بارها و بارها تکرار شد، دانشمندان شواهدی از یافتن یک ذره ی "بوزون-مانند" با جرم تقریبی 125 برابر جرم پروتون را گزارش دادند.
این پژوهشگران با اطمینان بالایی ادعا کردند که ذره ی تازه همان بوزون هیگز (ذره ی خدا) است که دیرزمانی به دنبالش بودند، و گمان میرود پاسخ این پرسش را بدهد که چگونه همه ی مواد "جرم" دارند. ذره ی هیگزی که پس از مدت ها انتظار یافته شده، حلقه ی گمشده در نظریه ی رایج فیزیک ذرات به نام "مدل استاندارد" است، ولی پیدا شدنش مفهومی از این هم گسترده تر خواهد داشت: دری به آن سوی مدل استاندارد برای توضیح وجود ماده ی تاریک خواهد گشود، ماده ی اسرارآمیزی که به گونه ای فراگیر پنداشته می شود 83 درصد همه ی ماده ی موجود در کیهان از آن ساخته شده. [توضیح "بوزون هیگز" به زبان کارتون]
|
این ردها نمونه ای از داده های شبیه سازی و مدلسازی شده برای
آشکارساز اطلس (ATLAS) در برخورددهنده ی بزگ هادرون در
سرن می باشد. بوزون هیگز در برخورد دو پرتون تولید شد و به
سرعت هم به چهار میون (muon- گونه ای الکترون سنگین که
جذب آشکارساز نمی شود) واپاشید. رد میون ها به رنگ زرد
نشان داده شده. |
ماده ی تاریک تاکنون به طور مستقیم دیده نشده؛ بلکه کشش گرانشی آنست که وجودش را آشکار می کند. تایید ویژگی های ذره ی نویافته ی بوزون-مانند می تواند توضیحی بر ماده ی تاریک باشد.
مدل استاندارد وجود ماده ی تاریک را توضیح نمی دهد ولی نشانه های وجود این ماده ی رازگونه (بر پایه ی اثرهای گرانشیش) را هم به دشواری می توان نادیده گرفت. چنانچه هاروی نیومن، یک استاد فیزیک در بنیاد فناوری کالیفرنیا می گوید، این می تواند بدان معنا باشد که مدل استاندارد تنها بخشی از یک چارچوب گسترده تر برای توصیف کیهان است.
نیومن از سازمان پژوهش های هسته ای اروپا یا "سرن" در ژنو به SPACE.com گفت: «ما واقعن نمی توانیم وجود ماده ی تاریک را انکار کنیم. ذره ی هیگزی که ما یافتیم به هیچ وجه ما را از این باز نمی دارد که به دنبال ذرات دیگری هم در ورای مدل استاندارد بگردیم. ما هنوز نیاز به یک نامزد برای ماده ی تاریک داریم.»
اگر ذره ی نویافته با مدل استاندارد سازگار باشد، فیزیکدانان شاید بتوانند از این دستاوردها جهت ساختن تصویری فراگیرتر از کیهان بهره ببرند. ماریا اسپیروپولو، یکی دیگر از استادان فیزیک کلتک (Caltech)، که در میان حاضران مراسم آگاهی رسانی 4 ژوییه در سوییس بود در ایمیلی به SPACE.com گفت: «می توانید چنین بیندیشید که آنچه ما یافتیم، بخش کلیدی نقشه ی ژنتیک کیهان است. آن چیزی را به یاد بیاورید که در سال 2000 اعلام شد و فهمیدیم که چگونه ژنوم ما را به جاهای تازه تر خواهد رساند. از نظر تغییر در درک و شناخت ما، این یک همسانی خوب در راهی که می رویم است.»
به گفته ی نیومن، آزمایش های بیشتر می تواند نشان دهد که ساختار ماده ی تاریک به توضیحی بنیادین تر از مدل استاندارد نیاز دارد: «حتی اگر ما - با بالاترین توان اندازه گیریمان - دریافتیم که این به راستی همان بوزون هیگز مدل استاندارد است، باز هم پرسش های دیگری هست که بی پاسخ می ماند. یکی از نخستین پرسش ها اینست: ماده ی تاریک کیهان از چه چیز ساخته شده؟ در مدل استاندارد کیهان، جایی برای ساخته شدن ماده ی تاریک وجود ندارد، پس ما باید به سراغ نامزدهای جایگزین دیگری برویم.»
یکی از چنین جایگزین هایی به نام "ابرتقارن" یا SUSY شناخته می شود، که گسترش و بسط مدل استاندارد است. بر پایه ی ابرتقارنی، هر ذره ی بنیادی شناخته شده ای یک همتا دارد که از همه نظر با آن یکسان است و تنها در اسپین با آن فرق می کند. برای نمونه، همتای فوتون ها، "فوتینو ها" هستند و بوزون های الکتروضعیف هم "الکتروضعیف-ینو" (electroweak-ino) خواهند داشت.»
اسپیروپولو می گوید: «اینک یک جزء هیگزگونه در SUSY بسیار غنی شده. ما مجموعه ای از "هیگز-ینو"ها به عنوان همتا داریم. این که نامزد ماده ی تاریک چگونه رفتار می کند بستگی به این دارد که چگونه با الکتروضیف-ینوها و هیگز-ینوها همراهی کند. پس ذرات سنگین با برهم کنش (بسیار، بسیار) ضعیف در ابرتقارن که مناسب ساختار ماده ی تاریک کیهان باشند، به وجود برخی ذرات هیگز و همتاهای ابرتقارنیشان بستگی دارد.»
روند تایید این ذره ی تازه به زمان نیاز دارد تا فیزیکدانان آزمایش های بیشتر انجام دهند و مجموعه های گسترده تری از داده ها را مورد بررسی قرار دهند و اطمینان یابند که آنچه دیده اند پدیده هایی فراعادی نبوده. به هر حال زمان کنونی برای جهان دانش، زمانی هیجان انگیز است.
نیومن می گوید: «هر چه شود، مدل استاندارد یا غیر از آن، ما در آستانه ی نسلی از اکتشاف های شگرفیم. یا اشتباهات مدل استاندارد را در خواهیم یافت، یا به عقب برخواهیم گشت تا چیزهای بنیادی تری بیرون از این مدل، و روش توضیح آن ها را بیابیم.»
منبع:
SPACE.com
برگردان:
یک ستاره در هفت آسمان