هیجان انگیزترین احتمالات پس از بوزون هیگز/ گام بعدی ماده تاریک

به گزارش خبرنگار مهر، دکتر جیمز جیلیز (James Gillies) رئیس بخش ارتباطات و سخنگوی سازمان تحقیقات هسته ای اروپا (سرن) است. وی دکترای فیزیک خود را از دانشگاه آکسفورد گرفته و تحقیقات خود را در اواسط دهه ۱۹۸۰ در سرن آغاز کرد. در سال ۱۹۹۳ وی تحقیقات را رها کرد تا به عنوان رئیس بخش علم شورای بریتانیا در پاریس فعالیت کند اما پس از دو سال وی در سال ۱۹۹۵ به عنوان یک نویسنده علمی به سرن بازگشت. از سال ۲۰۰۳ تاکنون وی به عنوان رئیس بخش ارتباطات سرن فعالیت می کند.

دانشمندان سازمان تحقیقات هسته ای اروپا (سرن) روز ۴ ژوئیه (۱۴ تیرماه) خبر وجود بوزون هیگز و مشاهده آن را به عنوان یک ذره زیر اتمی اعلام کردند، ذره ای که آنها اعتقاد دارند به سایر ذرات جرم داده است. وجود این ذره برای درک تکامل اولیه جهان ضروری است.

بر این اساس سخنگوی سرن در گفتگو با خبرنگار مهر به تشریح اهمیت این ذره و تحقیقات آتی در این سازمان پرداخته است.

*خبرگزاری مهر: چرا وجود و مشاهده بوزون هیگز از چنین اهمیتی برخوردار است؟

– جیمز جیلیز (James Gillies) : طی نیم قرن گذشته فیزیکدانها یک نظریه قدرتمند ارائه کردند که از آن مدل استاندارد یاد می شود، این مدل ذرات بنیادینی جهان مرئی را تشکیل می دهد و نیروهایی که بین آنها عمل می کند را توصیف می کند. بوزون هیگز آخرین قطعه از مدل استاندارد است که صحت آن به لحاظ تجربی آزمایش می شود. این امر به مکانیسمی نسبت داده می شود که به ذرات بنیادین جرم می دهد.

* تاکنون اعلام شده است که این بوزون مشاهده شده و کشف نشده است، آیا سرن به زودی کشف قطعی بوزون هیگز را اعلام می کند تا مشخص شود بوزون همان بوزون هیگز بوده است؟

– به طور قطع سرن یک بیانیه مطبوعاتی در این زمینه صادر می کند و زمانی که ذره جدید به طور مثبت شناسایی شد، یک سمینار در سرن برگزار خواهد شد.

*آیا مشاهده بوزون هیگز بر درک ما از هستی تأثیرگذار خواهد بود؟

– بله، تأثیر این ذره در کمترین حالت خود مدل استاندارد فیزیک را تکمیل می کند، اما احتمالهای هیجان انگیزتر از این نیز وجود دارد. وقتی که ما ویژگیهای این ذره جدید را اندازه گیری کنیم، می توانم بگویم که آیا این ذره ما را فراتر از مدل استاندارد می برد یا خیر. این امر بسیار هیجان انگیز است، چرا که به نظر می رسد جهان مرئی تنها ۴ درصد از کل جهان را تشکیل می دهد و مدل استاندارد هرچقدر هم کامل باشد، هنوز با تصویر کلی جهان فاصله بسیاری دارد.

* با توجه به این حقیقت که وجود بوزون هیگز مدل استاندارد فیزیک را کامل می کند، درباره گام بعدی دانشمندان توضیحاتی ارائه کنید؟

– گام بعدی دانشمندان بستگی به مواردی دارد که ما با مطالعه ویژگیها و خصوصیات این ذره جدید به دست می آوریم، اما شاخه های بسیاری از تحقیقات نیز درحال حاضر در برخورد دهنده بزرگ هادرون (LHC) در جریان است. برای مثال می توان به جستجوهای مستقیم برای ذراتی اشاره کرد که ماده تاریک را تشکیل می دهند و یا تلاش برای درک اینکه چرا طبیعت ماده را به ضدماده ترجیح می دهد.

* آیا اثبات وجود بوزون هیگز می تواند نظریه ای را رد کند و آیا نظریاتی هم در این عرصه هستند که وجود بوزون هیگز آن را تقویت کند؟

نظریات دیگری هستند که توصیفی برای جرم ذرات بنیادین محسوب می شوند که اگر ذره جدید به عنوان هیگز اعلام شود، این نظریات رد می شوند. نظریاتی که قرار است بوزون هیگز در آینده اثبات کند، دقیقا به نوع و ویژگیهای آن باز می گردد یعنی زمانی که ما تمام ویژگیهای آن را مورد مطالعه قرار دهیم، می توانیم در این رابطه اظهار نظر کنیم.

* گفته شده است که مقر برخورد دهنده بزرگ هادرون به روی عموم گشوده می شود، آیا این اقدام در زمانی صورت می گیرد که برخورد دهنده خاموش شده است؟

– این اولین باری نیست که برخورد دهنده در معرض بازید عمومی قرار می گیرد. ما در سال ۲۰۰۸ نیز چنین برنامه ای ترتیب دادیم و این امر قرار است در سال ۲۰۲۴ نیز تکرار شود.

* توضیحاتی درباره به روز شدن و ارتقای برخورد دهنده بزرگ هادرون ارائه کنید، چه تغییراتی قرار است طی این فرآیند صورت بگیرد؟

– وقتی که برخورد دهنده بزرگ در ۲۰۲۴- ۲۰۲۴ خاموش می شود، ما اتصالات میانی الکترونیکی آن را میان مغناطیسهایی که جریانهای بالایی دارند و برای ایجاد میدانهای مغناطیسی در برخورد دهنده بزرگ هادرون استفاده می شوند ارتقا می دهیم. طراحی این اتصالات میانی نشان می دهد که این ماشین می تواند با تمام انرژی خود به کارش ادامه دهد تا زمان آن فرا رسد که برای این اتصالات یک جایگزین در نظر بگیرم. در حال حاضر برخورد دهنده با انرژی ۴ تراالکترون ولت (۴TeV) برای هر پرتو کار می کند. پس از این دوره خاموشی طولانی، این دستگاه کار خود را با ۶٫۵ تراالکترون ولت (۶٫۵TeV) برای هر پرتو از سر می گیرد.

* خبرهایی درباره جایگزین برخورد دهنده بزرگ هادرون منتشر شده است، آیا این اخبار صحت دارند و سرن جایگزینی برای آن درنظر گرفته است؟

– هنوز برای اظهار نظر کردن در این رابطه زود است اما با توجه به دوره بلند مدت فعالیت فیزیک ذرات، کار توسعه و تحقیق در آینده درجریان خواهد بود. برای مثال تحقیق و توسعه در زمینه مغناطیسهای برخورددهنده بزرگ هادرون در دهه ۱۹۸۰ آغاز شد، حتی پیش از آنکه برخورد دهنده بزرگ الکترون پوزیترون کار خود را آغاز کند.

…………….

گفتگو از مریم صفایی