في مصادم الهادرونات الكبير (LHC) في أوروبا ، الأسرع هو الأفضل. يعني الأسرع تصادمات أقوى للجسيمات والنظر بشكل أعمق في تكوين المادة. ومع ذلك ، يعلن باحثون آخرونليس بهذه السرعة. ربما لم يكتشف مصادم الهدرونات الكبير Higgs Boson ، البوزون الذي ينقل الكتلة إلى كل شيء ،جسيم اللهكما سماها البعض. في حين توج اكتشاف Higgs Boson في عام 2012 بمنح جائزة نوبل في ديسمبر 2013 إلى Peter Higgs و François Englert ، أثار فريق من الباحثين هذه الشكوك حول Higgs Boson في ورقتهم المنشورة في مجلة Physical Review D.
الخطاب مشابه لما تم الكشف عنه في العام الماضي مع اكتشاف الضوء من بداية الزمن الذي دل على عصر التضخم في الكون. يبحث الباحثون في أعماق الكون والأعماق الداخلية للجسيمات دون الذرية عن إشارات على حافة قابلية الاكتشاف ، فوق مستوى الضوضاء مباشرةً وبالقرب من الإشارات من المصادر الأخرى. لرصد تلسكوب BICEP2 ( السابق U.T. مقالات ) ، يعود الأمر إلى حد كبير إلى لوحة الرسم ولكن بوزون هيجز ( السابق U.T. مقالات ) الشكوك تمثل تحديًا بالتأكيد ولكنها تحتاج إلى أدلة أكثر صلابة. في الشؤون الإنسانية ، إذا لم يكتشف مصادم الهدرونات الكبير بوزون هيغز ، فماذا يفعل المرء بالحصول على جائزة نوبل؟
المقطع العرضي لمصادم الهادرونات الكبير حيث توضع كاشفاته وتحدث الاصطدامات. يصل LHC إلى 175 مترًا (574 قدمًا) تحت الأرض على الحدود الفرنسية السويسرية بالقرب من جنيف ، سويسرا. حلقة التسريع محيطها 27 كم (17 ميلاً). (مصدر الصورة: CERN)
التحدي الحالي الذي يواجه Higgs Boson ليس جديدًا وليس مجرد مشكلة قابلية للاكتشاف وحدّة أجهزة الاستشعار كما هو الحال مع بيانات BICEP2. كشف تلسكوب بلانك الفضائي أن الضوء المنبعث من الغبار مع المجال المغناطيسي في مجرتنا درب التبانة يمكن أن يفسر الإشارة التي تم الكشف عنها بواسطة BICEP2 التي أعلنها الباحثون على أنها التوقيع الأساسي لفترة التضخم. جسيم هيغز بوسون هو في الواقع تنبؤ للنظرية التي اقترحها بيتر هيغز والعديد من الآخرين ابتداءً من أوائل الستينيات. إنه جسيم متوقع من نظرية القياس تم تطويره بواسطة Higgs و Englert وآخرين ، في قلب النموذج القياسي.
هذه الورقة البحثية الأخيرة من فريق من الباحثين من الدنمارك وبلجيكا والمملكة المتحدة بقيادة الدكتور مادس تودال فراندسن. دراستهم بعنوان ' Technicolor Higgs boson في ضوء بيانات LHC 'كيف تتنبأ نظريتهم المدعومة تكنيكولور الكواركات من خلال مجموعة من الطاقات يمكن اكتشافها في LHC وهذا على وجه الخصوص يقع ضمن مستوى عدم اليقين لنقطة البيانات المعلنة على أنها Higgs Boson. هناك متغيرات من نظرية الألوان (TC) وتقارن الورقة البحثية بالتفصيل نظرية المجال وراء النموذج القياسي Higgs و TC Higgs (نسختهم من Higgs boson). استنتاجهم هو أن TC Higgs تنبأت به نظرية Technicolor والتي تتوافق مع الخصائص الفيزيائية المتوقعة ، وهي كتلة منخفضة ومستوى طاقة - 125 GeV - لا يمكن تمييزه عن الرنين الذي يُعتبر الآن هو النموذج القياسي Higgs. إن جسيمهم مركب ولا ينقل الكتلة إلى كل شيء.
هكذا تقول - انتظر! ما هو لون تكنيكولور بلغة فيزياء الجسيمات؟ للإجابة على هذا ، قد ترغب في التحدث إلى سباك من جنوب برونكس ، نيويورك - الدكتور ليونارد سسكيند . على الرغم من أنه لم يعد سباكًا ، اقترح سسكيند لأول مرة تكنيكولور لوصف كسر التناظر في نظريات القياس التي تشكل جزءًا من النموذج القياسي. اعتبر سسكيند وعلماء فيزيائيون آخرون من السبعينيات أنه من غير المرضي أن تكون هناك حاجة إلى العديد من المعلمات التعسفية لإكمال نظرية المقياس المستخدمة في النموذج القياسي (بما في ذلك هيغز سكالار وهيجز فيلد). وبالتالي حددت المعلمات كتلة الجسيمات الأولية وخصائص أخرى. تم تخصيص هذه المعلمات ولم يتم حسابها وهذا لم يكن مقبولًا لدى Susskind و 't Hooft و Veltmann وغيرهم. تضمن الحل مفهوم Technicolor الذي قدم وسيلة 'طبيعية' لوصف انهيار التناظر في نظريات القياس التي تشكل النموذج القياسي.
تشترك تكنيكولور في فيزياء الجسيمات في شيء واحد بسيط مشترك مع تكنيكولور التي هيمنت على صناعة الأفلام الملونة المبكرة - المصطلح المركب في تكوين اللون أو الجزيئات.
الدكتور ليونارد سسكيند ، مطور رائد لنظرية تكنيكولور (يسار) والحائز على جائزة نوبل الدكتور بيتر هيجز الذي اقترح وجود جسيم ينقل الكتلة إلى كل المادة - بوزون هيجز (يمين). (مصدر الصورة: جامعة ستانفورد ، سيرن)
إذا كانت النظرية المحيطة بـ Technicolor صحيحة ، فيجب أن يكون هناك العديد من جسيمات Techni-Quark و Techni-Higgs التي يمكن العثور عليها باستخدام LHC أو مسرع من الجيل القادم أكثر قوة ؛ حديقة حيوان حقيقية من الجسيمات إلى جانب بوزون هيغز فقط. وتعني النظرية أيضًا أن هذه الجسيمات 'الأولية' هي كذلكالمركباتمن الجسيمات الأصغر وأن هناك حاجة إلى قوة أخرى من الطبيعة لربطها. وتدعي هذه الورقة الجديدة التي أعدها Belyaev و Brown و Froadi و Frandsen أن جسيمًا معينًا للكوارك الفني له صدى (نقطة اكتشاف) ضمن عدم اليقين في قياسات Higgs Boson. بعبارة أخرى ، قد لا يكون Higgs Boson هو 'جسيم الله' بل هو جسيم Technicolor Quark يتكون من جسيمات أساسية أصغر حجمًا وقوة أخرى تربطها.
هذه الورقة التي أعدها بيلييف وبراون وفرودي وفراندسن هي تذكير واضح بأن النموذج القياسي غير مستقر وأنه حتى اكتشاف بوزون هيغز ليس مؤكدًا بنسبة 100٪. في العام الماضي ، تم دمج مستشعرات أكثر حساسية في LHC التابع لـ CERN مما سيساعد في دحض هذا التحدي لنظرية Higgs - Higgs Scalar and Field أو Higgs Boson أو قد تكشف عن تواقيع جسيمات Technicolor. قد تحل الكواشف الأفضل الفرق بين مستوى طاقة كوارك Technicolor و Higgs Boson. سارع باحثو مصادم الهادرونات الكبير إلى القول بأن عملهم يمضي إلى ما بعد اكتشاف بوزون هيغز. أيضًا ، يمكن أن يدحض عملهم حقًا أنهم عثروا على بوزون هيغز.
بالاتصال بالباحث المشارك الدكتور ألكسندر بيلييف ، تم طرح السؤال - هل ستوفر الترقيات الأخيرة لمسرع CERN الدقة اللازمة للتمييز بين Technie-Quark وجسيم Higg؟
أجاب الدكتور بيلييف لـ Universe Today: 'لا يوجد ضمان بالطبع' ، 'ولكن ترقية LHC ستوفر بالتأكيد إمكانات أفضل بكثير لاكتشاف الجسيمات الأخرى المرتبطة بنظرية Technicolor ، مثل Techni-mesons أو Techni-baryons.'
حل الشكوك واختيار الإضافات الصحيحة إلى النموذج القياسي لا يعتمد على أجهزة كشف أفضل ، والمزيد من الملاحظات والتصادمات عند الطاقات الأعلى. في الوقت الحالي ، انخفض LHC لزيادة طاقات الاصطدام من 8 TeV إلى 13 TeV. من بين الملاحظات في LHC ، لم يكن التناظر الفائق جيدًا ، وقد دعمت الملاحظات بما في ذلك اكتشاف Higgs Boson النموذج القياسي. يكمن ضعف النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات في أنه لا يفسر قوة جاذبية الطبيعة في حين أن التناظر الفائق يمكنه ذلك. تحافظ نظرية تكنيكولور على مؤيدين أقوياء كما تظهر هذه الورقة البحثية الأخيرة وتترك بعض الشك في أن بوزون هيغز قد تم اكتشافه بالفعل. في نهاية المطاف ، قد تكون هناك حاجة إلى مسرع جسيمات آخر أكثر قوة من الجيل التالي.
في قصة سابقة من عالم اليوم ، تم طرح السؤال - هل النموذج القياسي هو جهاز Rube Goldberg؟ سيقول معظم المنظرين 'لا' ولكن من غير المحتمل أن يصلوا إلى حالة 'نظرية كل شيء' (مصدر توضيحي: R.Goldberg- موزع معجون الأسنان ، البديل T.Reyes)
بالنسبة إلى هيغز وإنجليرت ، فإن عكس الاكتشاف ليس بأي حال من الأحوال تدميرًا لعمل الحياة أو سيكون رفضًا لجائزة نوبل. لطالما تم الاعتراف بالعمل النظري للفيزيائيين من خلال الجوائز السابقة. النموذج القياسي كحل جزئي على الأقل لنظرية كل شيء يشبه أحجية المنشار الرقائقي. قطعة قطعة هي الطريقة التي يتم تطويرها ولكن ليس بدون أخطاء. علاوة على ذلك ، يمكن أن تكون القطع المضافة إلى النموذج القياسي بمثابة منزل من البطاقات وتتطلب استبدال حل أكبر بحل آخر تمامًا. قد يكون هذا هو حال هيغز وتكنيكولور.
في أوقات مثل الأطفال المصممون إلى حد ما ، يدفع الفيزيائيون بحل في اللغز الذي يتكشف والذي يبدو أنه مناسب ولكن في النهاية يجب سحبه. الخطاب الحالي لا يبرر حتى الآن التراجع. الأناقة والبساطة هي الخصائص النهائية المطلوبة في الحلول النظرية. يستخدم فيزيائيو الجسيمات المصطلح أيضًا طبيعية عند وصف الاهتمامات بمعلمات نظرية المقياس. الحلول - القطع - من اللغز الذي ابتكره بيتر هيغز وفرانسوا إنجليرت قادت وشجعت المزيد من العمل الذي سيحقق نموذجًا قياسيًا أسلم ولكن القليل من الادعاء أنه سيظهر كنظرية لكل شيء ، إن وجد.
مراجع:
ما قبل الطباعة من Technicolor Higgs boson في ضوء بيانات LHC
