إليك ما يحدث عندما يموت بوزون هيغز - وماذا يعني ذلك لفيزياء الجسيمات

حدث مرشح ATLAS لجسيم بوزون هيغز يتحلل إلى كواركين سفليين. لاحظ الفيزيائيون في CERN مؤخرًا هذه العملية ، والتي تؤكد بشكل أكبر على النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات. (رصيد الصورة: ATLAS / CERN)



بعد ست سنوات اكتشاف بوزون هيغز ، لاحظ الفيزيائيون كيف يتحلل الجسيم - مساهمة هائلة في فهم العلماء لها النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات وقال باحثو الدراسة إن الكون بأسره.



سادت الإثارة في مجتمع الفيزياء عندما اكتشف الفيزيائيون ، في عام 2012 ، بوزون هيغز ، وهو جسيم أولي تنبأ به النموذج القياسي الذي يتعلق بكيفية تكتل الأجسام. لكن هذا الاكتشاف لم يؤذن بنهاية استكشاف بوزون هيغز. بالإضافة إلى التنبؤ بوجود جسيمات بوزون هيغز ، يفترض النموذج القياسي أن 60 في المائة من الوقت ، جسيم بوزون هيغز سوف يتحلل إلى جسيمات أساسية تسمى كواركات القاع (كواركات ب).

في بحث تم تقديمه أمس (28 أغسطس) في CERN ، أطلس و CMS يقول التعاون في LHC في CERN إنهم لاحظوا تحلل بوزون هيغز إلى كواركات b. توفر النتائج دعمًا كبيرًا للنموذج القياسي ، والذي له العديد من الآثار المترتبة على كيفية فهمنا للعالم والكون. يعتبر بوزون هيغز أقل الجسيمات شهرة وهو من نواح كثيرة أكثر الجسيمات المحيرة في النموذج القياسي. قالت جيسي شيلتون ، عالمة فيزياء الجسيمات عالية الطاقة في جامعة إلينوي والتي لم تشارك في هذا البحث ، في رسالة بالبريد الإلكتروني إلى موقع ProfoundSpace.org ، إن مراقبة انحلالها إلى كواركات القاع هي علامة فارقة في فهمنا لخصائصها. [بالصور: تم الكشف عن توسع الكون بواسطة الكوازارات والعدسات الكونية]



جسيمات بوزون هيغز لا تعيش طويلاً. جيمس بيتشام ، عالم فيزياء الجسيمات التجريبية عالية الطاقة يعمل مع ATLAS في مصادم الهادرون الكبير (LHC) في CERN (المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية) في سويسرا ، قال لموقع ProfoundSpace.org. لكن على الرغم من أن النموذج القياسي يتنبأ بما يحدث لبوزون هيغز عندما يموت ، إلا أن الباحثين لم يلاحظوا حتى الآن تحلل الجسيم إلى كواركات b ، على حد قول بيتشام.

شاهد المزيد

قال الباحثون إنه على الرغم من أن مراقبة تحلل بوزون هيغز قد لا تحظى بقدر كبير من الاهتمام مثل اكتشاف الجسيم نفسه ، الذي حصل على جائزة نوبل في الفيزياء لعام 2013 ، إلا أنه انتصار هائل. لكن العمل لم يأت بسهولة. لإنشاء الكواركات b ، يقوم الفيزيائيون أساسًا بتحطيم البروتونات معًا. وقال بيتشام إن الكثير من 'الضوضاء' في الخلفية تنتج عن هذه العملية ، ويكاد يكون من المستحيل استنباط 'الزغب' من الخلفية ، أو بخاخات الجسيمات الأخف المعروفة باسم النفاثات.

بالإضافة إلى ذلك ، يعد ATLAS و CMS كاشفين منفصلين ، لذلك يجب أن تقوم عمليات التعاون التي تعمل على كل منهما بعمل هذه الملاحظات وتأكيدها بشكل منفصل حتى يتم 'احتسابها'.



تجربة أطلس في مصادم هادرون الكبير. لاحظ الفيزيائيون مع ATLAS و CMS التعاون في CERN ، بعد ست سنوات من اكتشاف جسيم Higgs boson ، أن Higgs boson يتحلل إلى كواركات قاع.

تجربة أطلس في مصادم هادرون الكبير. لاحظ الفيزيائيون مع ATLAS و CMS التعاون في CERN ، بعد ست سنوات من اكتشاف جسيم Higgs boson ، أن Higgs boson يتحلل إلى كواركات قاع.(رصيد الصورة: CERN)

النتائج هي خطوة كبيرة أخرى على طول الرحلة لفهم أفضل لبوزون هيغز وكوننا. وكل اكتشاف أو ملاحظة جديدة ، مثل اكتشاف بوزون هيغز ، لديه القدرة على إفساح المجال لأسئلة وتجارب جديدة. قال بيتشام عن بوزون هيغز: 'أولاً تكتشف الشيء'. 'بعد ذلك ، تريد قياس كل شيء عنه.'

بالإضافة إلى ذلك ، يمثل هذا العمل 'علامة بارزة في اختباراتنا للنموذج القياسي' ، كما قال شيلتون. إن المهمة الرئيسية لـ 'هيغز' في النموذج القياسي هي إعطاء كتل لفيرميونات المادة وحاملات القوة الضعيفة ، تابع شيلتون ، 'ملاحظة هذا الانحلال ، إذن ، هو أول دليل مباشر لنا على أن بوزون هيغز يعطي كتلًا لـ [ النوع السفلي] كواركات كما يتنبأ النموذج القياسي. إن مراقبة وضع الاضمحلال هذا يترك أيضًا مساحة أقل للجسيمات غير المكتشفة المحتملة للمساهمة في كتل الفرميون.



لتأكيد أن هذا الجسيم ، في الواقع ، يتحلل إلى كواركات b ، أظهر هؤلاء الفيزيائيون أن حقل هيجز ، الحقل خلف جسيمات بوزون هيغز التي وصفها بيتشام بأنه `` الهلام غير المرئي الذي يخترق كل الفضاء '' ، يعطي كتلة الكواركات b. يستخدم حقل هيغز بوزون هيغز للتفاعل مع الجسيمات الأخرى ، مثل الكوارك b ، ومنحهم الكتلة .

تجارب كهذه تسمح للفيزيائيين ليس فقط بالتحقق من صحة ما يتوقعه النموذج القياسي حول بوزون هيغز وبواركس ، ولكن أيضًا تحدي ما يتوقعه النموذج القياسي. قال بيتشام: 'حتى الآن ، النموذج القياسي يفوز باستمرار'. '[لكن] إذا وجدنا دليلًا على أنه ليس معياريًا ،' تابع بيتشام - إذا وجدنا أشياء مثل 'كواركات إضافية ، أشياء غريبة مثل الكواركات الشبيهة بالناقلات ، الكواركات اللبرية ، المادة المظلمة' - فقد نجد أيضًا فهمًا جديدًا تمامًا كيف يعمل كوننا.

إرسال بريد إلكتروني إلى Chelsea Gohd at cgohd@demokratija.eu أو اتبعها تضمين التغريدة . تابعنا تضمين التغريدة و موقع التواصل الاجتماعي الفيسبوك و + Google . المقالة الأصلية بتاريخ موقع demokratija.eu .