عالم فيزياء روسي يطوّر طريقة لاكتشاف النظير الثقيل لبوزون هيغز

أظهرت الحسابات التي أجراها الأستاذ في جامعة بطرسبرغ الحكومية، سيرغي أفونين، أن بوزون هيغز الثاني يجب أن يكون أثقل بأربعة أضعاف من البوزون الأول.

واكتشف عالم الفيزياء الروسي أدلة نظرية على أنه لا توجد نسخة واحدة، بل نسختان مختلفتان من بوزون هيغز، وهو جسيْم مكتشف أصلا تبلغ كتلته 125 غيغا إلكترون فولط (GeV)، ونظيره الأثقل كتلته أعلى بأربع مرات (515 غيغا إلكترون فولط). وقالت الخدمة الصحفية لمؤسسة العلوم الروسية الخميس 20 أبريل إنه يجب البحث عن آثار وجوده في تكوين أزواج من الجسيْمات فائقة الثقل في التجارب على مصادم هادرون الكبير ومسرعات الجسيمات الأخرى.

ونقلت الخدمة الصحفية للجامعة عن الأستاذ في جامعة بطرسبورغ الحكومية قوله:" لم نكن نتوقع تماما في شأن قيمة كتلة بوزون هيغز الثاني التي حصلنا عليها أنها تتوافق تقريبا مع الحد الأقصى لاحتمال تحلل مثل هذا الجسيْم إلى كوارك علوي وكوارك مضاد علوي، وهما أثقل الجسيمات في النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات. وفي المستقبل سيكون من المثير للاهتمام دراسة هذه المراسلات، التي يمكن أن تقدم حججا مستقلة لصالح وجود بوزون هيغز الثاني.

ووفقا لنظرية هيغز، يتخلل الكونَ بأكمله حقلٌ خاص تتفاعل معه جميع الجسيمات الأولية الممكنة. وكلما ازدادت هذه التفاعلات قوة، ازدادت كتلة هذه الأحجام من المادة. يُشار إلى وجود هذا الحقل من خلال حقيقة تفيد بان علماء الفيزياء في المركز النووي الأوروبي تمكنوا عام 2013 من اكتشاف جسيمات كتلتها 125 غيغا إلكترون فولط ، وهي بوزونات هيغز، المسؤولة عن نقل التفاعلات بين مجال هيغز وجسيْمات أخرى من المادة المرئية والمظلمة.

وأكد هذا الاكتشاف النموذج القياسي للفيزياء، ولكن في الوقت نفسه، جعلت الكتلة المنخفضة نسبيا لـ"جسيْم الله" العلماء يفكرون في إمكانية وجود بوزونات أخرى أثقل تتفاعل أيضا مع حقل هيغز. وحسب بعض المنظّرين، فإن وجودها يفسر وجود المادة المظلمة، والكتلة المنخفضة لبوزون هيغز المعروف، والغياب شبه الكامل للمادة المضادة في الكون.

وقام الفيزيائي الروسي بحساب كتل هذه الجسيْمات المقيّدة باستخدام ما يسمى بالتكنولوجيا الهولوغرافية، التي تم تطويرها في إطار نظرية الأوتار. وأظهرت الحسابات التي أجريت على أساسها أن بوزون هيغز الثاني يجب أن يكون أثقل بمقدار أربع مرات من البوزون الأول. وتبلغ كتلته حوالي 515 غيغا إلكترون فولط ، بينما يجب أن يتفاعل هذا الجسيْم إما فقط مع نسخة أخف من "جسيم الله" ، أو مع المادة المظلمة.

وقال الفيزيائي الروسي إن القانون المذكور سيسمح في المستقبل القريب، إذا تم تأكيد حساباته من قبل مجموعات أخرى من العلماء، بالبحث عن آثار وجود شكل ثقيل من بوزون هيغز في التجارب على مصادم هادرون الكبير المطور. وللقيام بذلك، سيكون كافيا للعلماء أن يرصدوا ما إذا كان تواتر إنتاج أزواج بوزونات هيغز الخفيفة، وكذلك الكواركات العلوية والكواركات المضادة، ينحرف عما يشير إليه النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات أم لا.