همه چیز در مورد ذره هیگز (ذره خدا)

بوزون هیگز (به انگلیسی: Higgs boson) یا سازوکار BEH، یک ذره بنیادی اولیه فرضی دارای جرم است که وجود آن توسط مدل استاندارد فیزیک ذرات پیش‌بینی شده است. این بوزون، تنها ذرهٔ مدل استاندارد است که هنوز به صورت تجربی مشاهده نشده است. مشاهده تجربی این ذره ممکن است بتواند درباره چگونگی جرم‌دار شدن ماده توسط ذرات بنیادی بدون جرم دیگر، توضیح دهد. به طور خاص، بوزون هیگز، احتمالاً می‌تواند دلایلی برای تفاوت‌های بین فوتون که بدون جرم است و بوزون‌های W و Z که نسبتاً پرجرم هستند، ارائه کند. جرم ذرات بنیادی، تفاوت‌های بین الکترومغناطیس (که توسط فوتون‌ها ایجاد می‌شود) و نیروی هسته‌ای ضعیف (که توسط بوزون‌های W و Z ایجاد می‌شود) در ساختار میکروسکوپیک (و به‌طبع ماکروسکوپیک) ماده مؤثر هستند؛ بنابراین، بوزون هیگز -در صورت وجود- یک مؤلفه بسیار مهم در دنیای ماده است. تا کنون، هیچ آزمایشی بوزون هیگز را تشخیص نداده است؛ برخورددهنده بزرگ هادرون (LHC) در سرن (CERN) که در ۱۰ سپتامبر ۲۰۰۸ راه‌اندازی شد، قرار است شواهد تجربی کافی برای وجود یا عدم وجود این ذره ارائه کند.    

پتر هیگز" فیزیکدان انگلیسی و پدر ذرات بنیادی "هیگز- بوزون" معتقد است که شتابدهنده جدید "ال.اچ.سی"  آزمایشات خود را آغاز کند، وجود "ذرات هیگز" را ثابت خواهد کرد.
 شتابدهنده عظیم "ال.اچ.سی" احتمالا قادر است بسیار زود شواهد و اطلاعاتی در رابطه با ذرات هیگز کشف و پیدا کند.
"ذرات هیگز" و همچنین "میدان هیگز" قرار است کیفیت پیدایش جرم در ذرات بنیادی ابراتمی را تشریح کنند. در حالیکه این تئوری امروزه به عنوان رکن اصلی فیزیک نوین قلمداد می شود اما این تئوری از 40 سال پیش تاکنون از طریق یک آزمایش ثابت نشده است.

هیگز با توجه به شروع آزمایشات شتابدهنده "ال.اچ.سی." در مرکز سازمان اروپایی پژوهش های هسته ای موسوم به "سی.ای.آر.ان." و یا " سرن" در ژنو می گوید، از زمان شروع این آزمایشات حداقل 2 سال طول خواهد کشید تا واقعا نتایج قانع کننده ای کسب شود.
این فیزیکدان مشهور جهانی افزود، دلیل این امر مدت زمان زیادی است که برای ارزیابی داده ها نیاز است.

هیگز 79 ساله که در ادینبورگ زندگی می کند، در دهه 1960 میلادی موجودیت ذرات هیگز را بطور تئوری پیش بینی کرد. کارشناسان و متخصصین احتمال می دهند که در صورتیکه آزمایشات واقعا این ذرات را ثابت کنند، "پتر هیگز" مطمئنا یکی از نامزدهای کسب جایزه نوبل فیزیک خواهد بود.

"رولف دیتر هویر" فیزیکدان آلمانی که قرار است از سال آینده ( 2009) ریاست سازمان اروپایی "سرن" را به عهده بگیرد نیز اخیرا تاکید کرد، تمرکز ویژه آزمایشات شتابدهنده " ال.اچ.سی." بر روی " ذرات هیگز" است.

هویر در پاسخ به اینکه آیا سازمان سرن با کشف ذرات هیگز مستحق دریافت جایزه نوبل خواهد شد؟ گفت، با چنین کشفی، مطمئنا آقای " پتر هیگز" مستحق دریافت جایزه نوبل خواهد بود.
این فیزیکدان مشهور جهان افزود، ما در فیزیک ذرات یک اصل ریاضی داریم که تاثیر متقابل بین ذرات را تشریح می کند. این اصل در مورد ذرات بدون جرم بسیار مطلوب صدق می کند اما ما در این میان می دانیم که ذرات جرم دارند و "مکانیسم هیگز" تشریح می کند که ذرات چگونه می توانند دارای یک جرم شوند.

این فیزیکدان آلمانی گفت، مکانیسم هیگز تاثیر متقابل ذرات با "میدان هیگز" را تشریح می کند. این میدان از طریق تاثیر متقابل با خود مجددا ذراتی موسوم به " ذرات هیگز" تولید می کند. در صورتیکه ذرات هیگز را کشف کنیم، می دانیم که مکانیسم هیگز وجود دارد و بدین ترتیب توضیح مدل استاندارد برای جرم ذرات بنیادی را در اختیار داریم.

هویر در پاسخ به اینکه آیا وجود ذرات هیگز را صرفا باور دارد و یا اینکه نسبت به وجود چنین ذراتی مطمئن است؟ گفت، من اعتقاد دارم که ذرات هیگز وجود دارند اما بطور قطع نمی دانم. من ابتدا زمانی این امر را قطعی می دانم که این ذرات را کشف و پیدا کنم.

این فیزیکدان افزود، من صرفا همین قدر می دانم که یک "چیزی" باید وجود داشته باشد که همان تاثیر و مکانیسم ذرات هیگز را دارد. باید توضیحی وجود داشته باشد که چرا ذرات بنیادی یک جرم دارند. هویر گفت، در صورت عدم کشف و پیدا کردن ذرات هیگز، باید یک چیز دیگری وجود داشته باشد و این امر بسیار جالب و هیجان انگیز خواهد بود.

هویر گفت، پژوهشگران هم اکنون بر روی ذرات هیگز تمرکز کرده اند، ما می دانیم که "چیز تازه ای" وجود دارد اما کیفیت و خصوصیت آن را نمی دانیم. در صورتیکه چیز دیگری غیر از ذرات هیگز وجود داشته باشد، باید خصوصیاتی شبیه به این ذرات داشته باشد.

هویر که از سال 2005 میلادی مدیر پژوهشی شتابدهنده آلمانی " دی.ای.اس.دبلیو." در هامبورگ است، همچنین گفت، ما هنوز قادر به تشریح و توضیح کیفیت 95 درصد از انرژی و ماده در کیهان و کائنات نیستیم.

هویر با تاکید بر اینکه فیزیکدانان در آغاز سومین هزاره هنوز نمی دانند که 95 درصد از جهان و کیهان از چه ساخته شده است افزود: بشر در دهه های گذشته موفقیت های جالب و شگفت آوری در بخش فیزیک ذرات داشته و کیفیت ماده در محیط اطراف خود را تشریح کرده ایم.

این متخصص فیزیک ذرات گفت، اما ماده ای را که ما به این نحو می شناسیم، صرفا 5 درصد از کیهان و گیتی را تشکیل می دهد و ما 95 درصد از عالم وجود و جهان هستی را نمی شناسیم.
هویر پیرامون تفاوت پیچیدگی آزمایشات شتابدهنده های "ال.اچ.سی." و "ال.ای.پی." گفت، هدف از آزمایشات " ال.ای.پی."، برخورد دادن و اصابت "الکترون" ها با ضد ذرات یا "پوزیترون" ها بود. الکترون ها و پوزیترون ها، ذرات نقطه مانند هستند.

این فیزیکدان افزود، هدف ما هم اکنون در آزمایشات شتابدهنده " ا ل.اچ.سی."، برخورد دادن و اصابت "پروتون" ها با " پروتون" ها است. پروتون ها ذرات نقطه مانند نیستند بلکه از توده ای از کوارک و گلئون تشکیل شده اند.

هویر گفت، هدف ما در آزمایشات، برخوردادن توده ای از کوارک و گلئون با توده ای از کوارک و گلئون را برخورد دهیم. اما از قبل نمی دانیم که آیا یک کوارک با یک کوارک ، یک کوارک با یک گلئون و یا یک گلئون با یک گلئون واکنش از خود نشان خواهند داد.

این متخصص آزمایشات شتابدهنده جدید " ال.اچ.سی." را بسیار پیچیده تر از آزمایشات شتابدهنده "ال.ای.پی." توصیف کرد و افزود، برخورد دادن و درک پروتون، بسیار سخت تر از اصابت و برخوردادن ذرات نقطه مانند ( الکترون و پوزیترون) است.

مترجم: مرتضی جوادیان
منابع: نشریه آلمانی دی سایت 3 سپتامبر 2008 و سایت جهان فیزیک