نجوم وفضا

در زندگی هر یک از دانشمندان زمانی می‌رسد که وزن شواهد آنها را دیگر نمی‌توان انکار کرد و چنین روزی، امروز برای فیزیکدانان مرکز سرن فرا رسید و به ارائه شواهد قاطع خود از شکار ذره گریزان اما بسیار پراهمیت بوزون هیگز پرداختند.

 سالن اجتماعات مرکز سرن امروز شاهد سخنرایی‌های زنده رهبران دو تجربه اطلس و CMS این مرکز بود که هرکدام بطور مستقل برای شکار ذره هیگز کار کرده بودند.

اما سرن همچنان ادعای رسمی «کشف بوزون هیگز» را با وجود اذعان بسیاری از فیزیکدانان به دستیابی به شواهد قانع‌کننده، متوقف نگه داشته است.

توماسو دوریگو، یکی از دانشمندان تیم تجربه CMS در سرن اظهار کرد:این ذره با استفاده از شیوه‌های تنظیم شده برای مدل استاندارد هیگز شناسایی شده است. یک جسم متفاوت ممکن است وارد شده باشد اما به نظر من این امر کاملا غیرمحتمل است.

مدل استاندارد بوزون هیگز یکی از ساده‌ترین نسخه‌های مطرح‌شده برای این ذره است.

در این نشست شرکت‌کنندگان با ورود پیتر هیگز، پدر 83 ساله این ذره به سالن به تشویق وی پرداختند.

دانشمندان و مهندسان آزمایشگاه که بسیاری از آنها از کار تمام ساعت هفته‌های اخیر خسته می‌نمودند، با ورود جو اینکاندلا، به تشویق رهبر گروه CMS و فابیولا جیانوتی، رهبر گروه اطلس که برای اولین بار نتایج خود را در این نشست ارائه کردند، پرداختند. هر دو تیم موفق به مشاهده این ذره شدند که از جرم حدود 125 تا 126 گیگاالکترون ولت برخوردار بوده که 130 برابر جرم یک پروتون است.

به گفته سرجیو برتولوچی، مدیر تحقیقات سرن، شاد نشدن از این نتایج بسیار سخت است.

محققان برای رسیدن به امروز بسیار سخت به کار پرداخته‌اند. این ذره که شبیه به هیچکدام از ذرات موجود نیست، ‌48 سال پیش هنگامی که فیزیکدانان بر روی قوانین طبیعت با خودکار و کاغذ بجای لپ‌تاپ کار می‌کردند، مطرح شد.

شکار این ذره برای دهه‌ها به طول انجامیده و هزاران محقق را از دهها کشور به خود مشغول کرده بود. برای برخی این حاصل یک عمر کار است.

هیچ وقت برای اخبار خوب دیر نیست اما سرن با این دستاورد پیش از خاموش شدن دستگاه برای حدود دو سال در پایان 2012 که مهندسان به کار بر روی شتاب‌دهنده برای اجرایی کردن دستگاه در انرژی کامل طراحی شده بر آن خواهند پرداخت، نفس راحتی خواهد کشید.

کشف ذره بوزون هیگز به عنوان یکی از مهمترین پیشرفتهای علمی 100 سال گذشته محسوب می‌شود. این کشف ثابت می‌کند که یک حوزه انرژی نامرئی وجود داشته که بر خلاء جهان شناخته شده، سایه انداخته است. تصور می‌شود که این حوزه به کوچکترین اجزای سازنده ماده یعنی کوارکها و الکترونهای سازنده اتم، جرم داده است. بدون این حوزه یا چیزی شبیه به آن، هیچ سیاره، ستاره یا حیاتی وجود نخواهد داشت.

در ابتدای این سمینار ابتدا اینکاندلا به صحبت پرداخته و از یک یافته بسیار بسیار قاطع از یک ذره جدید با جرم 125 گیگا الکترون ولت خبر داد که آزمایشات، نشانه‌های آنرا در ماه دسامبر کشف کرده بودند. این خصوصیات با پیش‌بینی‌ها برای بوزون هیگز که مدل استاندارد تعریف کرده منطبق است.

در این سمینار دانشمندان از 99.999 درصد قاطعیات در مورد بوزون هیگز بودن این ذره سخن گفتند.

اینکاندلا افزود: این نتایج ابتدایی بوده اما سیگنال سیگما 5 در حدود 125 گیگاولت که ما مشاهده کرده‌ایم بسیار چشمگیر است و این در حقیقت یک ذره جدید است و ما می‌دانیم که باید این ذره یک بوزون باشد و سنگین‌ترین بوزون کشف شده تاکنون است. کاربردهای این کشف بسیار قابل توجه بوده و دقیقا به همین علت است که ما باید در تمام مطالعات و بررسی‌های متقابل خود بسیار کوشا باشیم.

فابیولا جیانوتی، رهبر گروه اطلس سرن نیز در صحبتهای خود اظهار کرد: ما در داده‌های خود به مشاهده علائم واضحی از یک ذره جدید در سطح سیگما 5 در ناحیه جرمی 126 گیگاالکترون ولت پرداخته‌ایم. عملکرد عالی برخورددهنده بزرگ هادرونی و اطلس و تلاشهای زیاد بسیاری از افراد باعث دستیابی ما به این مرحله هیجان‌برانگیز شده است اما زمان بیشتری برای آماده‌سازی این نتایج برای انتشار نیاز است.

در پایان صحبتهای این دو رهبر،رولف دیتر هوئر، مدیر کل آزمایشگاه سرن اظهار کرد: ما به یک نقطه عطف در درک خود از طبیعت رسیده‌ایم.

وی در سخنانی افزود: من به عنوان یک شخص ناوارد فکر می‌کنم که به ذره بوزون هیگز دست یافته‌ایم.

در حالیکه دانشمندان در تلاش برای درک این ذره جدید هستند،‌این کشف یک سرگردانی را بر کمیته نوبل ایجاد خواهد کرد که اکنون باید تصمیم بگیرد چه کسی لیاقت گرفتن اعتبار برای این کار را دارد. به شیوه سنتی، جایزه نوبل به بیشتر از سه فرد نمی‌رسد اما شش فیزیکدان به انتشار مقالاتی در مورد این نظریه در سال 1964 پرداخته و همچنین افراد دیگری نیز بوده‌اند که زمینه‌های مهمی را برای این نظریه برجا گذاشته یا بعدها آنرا توسعه داده‌اند.

پیتر هیگز در دانشگاه ادینبورگ اولین فردی بود که در سال 1964 نشان داد که یک ذره جدید موسوم به بوزون یک محصول جانبی از حوزه جرم دهنده است. این یک گام حیاتی بود چراکه به دانشمندان این فرصت شکار را برای آزمایشاتشان داد. یکی از شش فیزیکدان، رابرت بروت از دانشگاه بروکسل سال گذشته درگذشت و دیگران شامل فرانسیس انگلرت از بلژیک، تام کیبل از انگلیس و دیک هاگن و گری گورالنیک آمریکایی هستند.

پیتر هیگز که در پی این اعلام، قطراتی اشک از خوشحالی ریخته بود، گفت: من از سرعت شگفت‌انگیری که این نتایج بدست آمده، متحیر هستم. آنها گواهی بر تخصص محققان و فناوری‌های استادانه طراحی شده آنها هستند.

وی افزود: من هیچ وقت انتظار نداشتم این کشف در طول عمر من رخ بدهد و باید بخواهم خانواده‌ام برایم جشن بگیرند.

طبق این نظریه، تمام ذرات در جهان تازه متولد شده بدون جرم بوده و با سرعت نور در اطراف حرکت می‌کردند. اما یک تریلیونیوم ثانیه پس از انفجار بزرگ، حوزه هیگز وارد شده و خلاء فضا را به نوعی چسب کیهانی تبدیل کرد.

فیزیکدانان ذرات از مقیاس یک سیگما برای طبقه‌بندی اطمینان از نتایج خود که از یک تا پنج متفاوت بوده، استفاده می‌کنند. نتایج سیگمای یک و دو معمولا بیشتر از نوسانات آماری در داده‌ها محسوب نمی‌شوند. نتیجه سیگما سه به عنوان یک رصد رسمی مطرح شده، اما سیگما پنج معمولا باید به شکل یک کشف مطرح شده و یک در میلیون شانس اشتباه دارد.

در هفت ماه اخیر شواهد بوزون هیگز بسرعت افزایش یافته‌اند. در ماه دسامبر، تیمهای اطلس و CMS در سرن به گزارش نشانه‌های از ذره هیگز با جرم حدود 125 گیگاالکترون ولت پرداختند.