© All copyright reserved to Nebras 2019

  • Grey YouTube Icon
  • Grey Instagram Icon
  • Grey Twitter Icon
يوليو الفيزياء ... وأمنية هيغز

كنت في كل مرة اشاهد سيارة كلاسيكية في الشارع اسأل ابي عنها .. وكذلك عندما اشاهد آلة قديمة تباع في السوق كسلعة نادرة، اسأل ابي عنها .. وعندما اشاهد في التلفاز مقابلة للاعب اسطوري في المنتخب أسأل أبي عنه .. لأن أبي عاش في زمن هؤلاء وزمن تلك الآلات والمركبات .. وكذلك أبناءكم سوف يسألونكم عن إنجازات عصركم من بطولات رياضية، واحداث سياسية، وافلام سينمائية، وتكنولوجيا حياتية مرت في حياتكم أنتم، ويسألونكم عن أدق التفاصيل في إستكشافات عصركم لأنها سوف تكون في مقرراتهم الدراسية بحكم أن العلم يتطور، ونحن الآن نشهد التاريخ الحديث للعلم المتطور، وللنتجنب هذه الإحراجات في المستقبل لابد أن أذكر لكم أهم إستكشافات عصركم.

بروفيسور بيتر هيغز من المملكة المتحدة كانت لديه أُمنية كتبها في عام 1964 افترض وجود مجال غير مرئي من حولنا على سبيل المثال كمجال شبكة الواي فاي أنت لاتراها لكن تعلم بوجودها، إفتراضية بيتر او أمنيته كما أفضل أن اسميها هي أن هذا المجال يكسب الجسيمات كتلتهم، فكانت مشكلة هيغز قبل 52 سنة أنه كان لايتسطيع إثبات وجود هذا المجال، وانت كذلك عندما تذهب إلى مجمع تجاري وترى ملصق على الباب "لدينا خدمة واي فاي مجانية" لاتستطيع أن تشعر بها إلا من خلال وجود جهاز الكتروني معك كمبيوتر محول او هاتف ذكي لتتصل بهذه الشبكة. وكذلك العلماء اخذوا هذه الفرضية على محمل الجد واجتمعت مجاميع فيزيائية كبيرة منذ عقود على إثبات هذه النظرية.

كل هذه المعلومات تعلمتها من الدكتور ياسر عبدالرحيم وانا طالب في الصف العاشر ثانوي ( استاذ محاضر في جامعة الكويت – قسم الهندسة الكهربائية – ومن الشخصيات الملهمة بالنسبة لي) قال هذا الكلام وهو على خشبة المسرح أمام سبعين طالب وطالبة من متدربين الدورة الصيفية لمعهد الكويت للابحاث العلمية في 2012، ألهمني الدكتور بأن أفكر بأدق التفاصيل في المادة واقصد التفاصيل الدقيقة والصغيرة جداً على سبيل مقارنة شكل القمر مع شكل كرة قدم هذه المقارنة تسمى النانو تكنولوجي 10^-9. ولأن حديثنا كان عن النانو تكنولوجي عاد د.ياسر بعد اسبوع في افتتاحية عن النانو تكنولوجي وقال : ابشركم تم إكتشاف الهيغز بوزون ليلة امس الموافق 4 يوليو 2012،وبذلك اصبحنا جزء من تاريخ الفيزياء الحديث.

اعود معكم قليلاً إلى المجاميع الفيزيائية التي عملت على إثبات هذه النظرية في حقبة ستينات وسبيعنات القرن الماضي، من أشهرهم العالم الفيزيائي د. ريتشارد فينمان Richard Feynman استعمل نظرية النموذج المقياس Standard Model وهي نظرية توصف الجسيمات الأولية في تركيب المادة ( فيديو يساعدك اكثر على فهم النظرية https://www.youtube.com/watch?v=V0KjXsGRvoA ) ، واثبت فينمان ان يمكن استعمال  النظرية في حساب كتلة الجسيمات الصغيرة لكن مشكلة هذه النظرية انها فشلت لأنه يوجد عدد لانهائي من الجسيمات الغير معروفة ملتصقة في كتلة وشحنة الإلكترون، ولحساب الكتلة على إنفراد يجب إستخدام الإحصاء والاحتمالية لحساب الطاقة الكلية للفوتونات، وبالمناسبة الفوتونات ليس لها كتلة.

إيمان العلماء هو بأن مجال الهيغز متساوي في الكون ،وهو الذي يعطي الإلكترون والكوارك كتلتهم ( جسيمات اولية تدخل في تركيب المادة). الكتلة تحدث ببساطة من خلال مقاومتها لهذا المجال. توفى فينمان في عام 1988 صاحب مقولة " ليس مهم روعة نظريتك، ولاعبقريتك ،إذا كانت لاتتوافق مع التجربة فهي خاطئة". وبالفعل استمر العلماء في إنشاء نظريات لإستكشاف الهيغز بوزون.

 

في عام 2014 حضرت محاضرة للعالم الفيزياء بيتر جيني (Petter Jenni) انا وصديقي عبدالعزيز عصام السعيد كانت مدتها نصف ساعة بعنوان (رحلة طويلة مع الهيغز بوزون وماوراء مصادم الهدرونات الكبير)، جيني من ضمن الفريق المسؤول عن تجربة الكشف عن الهيغز بوزون، جمعت افكاري وأحسنت الإنصات لما قال، بدأ في عرض نظرية بيتر هيغز وشرح التجربة المعروفة بأسم مصادم الهدرونات الكبير ( مترجمة حرفياً من  Large Hardon Collider ) تعرف بإسم تجربة ATLAS نفق دائري الشكل طوله 27 كم يقطع حدود فرنسا وسويسرا يقع تحت الأرض بعمق 100 متر تقريباً بهدف حفظ قشرة الأرض من الإشعاعت الناتجة من التجربة.

فكرة التجربة ببساطة إطلاق شعاع من البروتونات في اتجاهين متضادين (بروتون في اتجاه عقارب الساعة وبروتون عكس عقارب الساعة) ويوجد مغناطيسات كبيرة جداً لتحفاظ على مسار البروتون، والإنطلاق يسمى العجلة (acceleration) وفي كل دورة تتزايد هذه العجلة لتصل إلى سرعة تقارب سرعة الضوء لكن الفرق ثلاثة امتار في الثانية (سرعة الضوء 300000000 م/ث) وعند تصادم البروتونين ظهرت جسيمات اخرى تم حساب طاقتها عن طريق معادلة آينشتاين الشهيرة E=mc^2، وتقريباً طاقة انتاج الهيغز بوزون هي 125 ميغافوت. وهذا ماحصل في 4 يوليو من عام 2012.

المستقبل سوف يكون مزدحم بالإستكشافات والافكار العبقرية، يقول د.جون بيترووث في كتابه (Most Wanted Particle) "بعد إكتشاف طاقة الهيغز يمكننا حساب كتلة الجيل الاول من الجسيمات والنيترونات والكواركات الغريبة ويمكننا حساب عرض الجسيم وعن طريق حساب العرض يمكننا معرفة عمر حياة الجسيم.

  

The decays to the first generation particles (up,down and electron), all the neutrinos and the strange quark may well be impossible to measure directly. However, it is possible to measure the total width …the width of the bump in mass, tells us the lifetime of the particle. (254)”

هذه هي الخطوط العريضة في مسألة الهيغز بوزون، شئ موجود من حولنا وتم إثباته وحسابه وسوف يكون هو المستقبل في الفيزياء والمسائل المتعلقه بالجسيمات الأولية. لذلك يجب أن نشجع انفسنا على الإطلاع والإلمام بآخر المستجدات العلمية حتى نستعد على الإجابة على اي سؤال في المستقبل مع ابناءنا.    

 

سلمان فهد العتيبي

Philadelphia,PA