وجد العلماء أول دليل على حدوث اضمحلال بوزون هيغز النادر

بالعربي/ يقدم هذا العمل دليلاً على شيء تنبأ به العلماء منذ فترة طويلة.

اكتشف العلماء أول دليل على انحلال بوزون هيغز النادر ، مما وسع فهمنا للكون الكمومي الغريب. 

في عام 2012 ، مُنحت جائزة نوبل في الفيزياء لاكتشاف مذهل: اكتشاف بوزون هيغز ، وهو جسيم دون ذري تنبأ به النموذج القياسي للفيزياء قبل ما يقرب من 50 عامًا. لا يعيش بوزون هيغز طويلاً ، حيث يتحلل بسرعة إلى جسيمات أقل ضخامة مثل فوتونين (جسيمات ضوئية).

الآن ، وجد الباحثون الذين يستخدمون ATLAS و CMS في مصادم الهادرونات الكبير التابع لـ CERN في سويسرا دليلاً على تحلل بوزون هيجز النادر حيث يتحلل الجسيم دون الذري إلى فوتون واحد ولبتين ، وهو نوع من الجسيمات الأولية التي يمكن شحنها أو محايدة. (الإلكترونات والميونات ، نوع مماثل من الجسيمات دون الذرية ، هما مثالان على اللبتونات المشحونة.) على وجه التحديد ، وجدوا دليلًا على أن بوزون هيغز يمكن أن يتحلل إلى فوتون وزوج من الإلكترونات ، أو فوتون وزوج من الميونات مع تهمة معاكسة

استعد لاستكشاف عجائب عالمنا المذهل! تمتلئ “مجموعة Space.com” بعلم الفلك المذهل والاكتشافات المذهلة وأحدث المهمات من وكالات الفضاء حول العالم. من المجرات البعيدة إلى الكواكب والأقمار والكويكبات في نظامنا الشمسي ، ستكتشف ثروة من الحقائق حول الكون ، وتتعرف على التقنيات الجديدة والتلسكوبات والصواريخ قيد التطوير والتي ستكشف المزيد من أسراره. عرض الصفقة

باستخدام النموذج القياسي ، يمكن للعلماء التنبؤ بالجسيمات الأولية المختلفة التي يمكن أن يتحلل فيها بوزون هيجز ، مع وجود تحلل “شائع” إلى حد ما هو فوتونان. يمكنهم أيضًا تقدير عدد مرات تحلل بوزون هيغز إلى مجموعات مختلفة من الجسيمات ، ومن النادر بشكل خاص أن يتحلل بوزون هيغز إلى فوتون واثنين من اللبتونات. 

في هذا النوع من الاضمحلال ، بعد حياته القصيرة جدًا ، يتحول بوزون هيغز بسرعة إلى فوتون واحد وما يسميه العلماء “الفوتون الافتراضي”. هذا “الفوتون الافتراضي” ، المعروف أيضًا باسم “الفوتون خارج الغلاف” ، يتحول فورًا إلى شيء مثل ، في هذه الحالة ، لبتونان. هذا “الفوتون الافتراضي” له كتلة صغيرة جدًا غير صفرية ، بينما الفوتونات العادية عديمة الكتلة تمامًا ، كما قال جيمس بيتشام ، عالم فيزياء الجسيمات في تجربة ATLAS في LHC ، لموقع ProfoundSpace.org. 

وأضاف بيتشام أن اللبتونتين “اصطدمت بجهازنا المسعر قريبًا جدًا من بعضهما البعض”. المسعر في LHC هو أداة تمنع الجسيمات القادمة من اصطدام الجسيمات. يمكن للعلماء اكتشاف ودراسة هذه الجسيمات عندما يتم إيقافها أو “امتصاصها” بواسطة الأداة.

وقال بيتشام إنه بينما توقع العلماء أن هذا النوع من الاضمحلال يجب أن يوجد مع بوزون هيغز ، فإن هذا الاكتشاف الجديد هو “أول دليل على وجود هذا النوع من الاضمحلال النادر جدًا لبوزون هيغز”. Advertisement

ومع ذلك ، أضاف ، من المحتمل أن الفريق لن يكون قادرًا على مراقبة الانحلال النادر بشكل مباشر حتى يقومون بترقية المرافق لبرنامج LHC عالي اللمعان القادم (والذي سيأتي بعد تشغيل LHC 3. تم جمع البيانات المستخدمة لهذه الدراسة خلال الجولة الثانية ، وهي فترة التشغيل الثانية للمصادم التي بدأت في عام 2015 وانتهت في عام 2018. وسيبدأ التشغيل الثالث في مارس 2022.)

وفقًا لبيان صادر عن ATLAS ، “مع وجود كميات هائلة من البيانات المتوقعة من برنامج High-Luminosity LHC ، فإن دراسة اضمحلال بوزون هيغز النادرة ستصبح القاعدة الجديدة” . 

من خلال دراسة الانحطاط النادر مثل هذا ، يمكن للباحثين استكشاف إمكانية فيزياء جديدة تمتد إلى ما بعد النموذج القياسي. قال بيتشام إن النموذج القياسي يشرح الكثير من الأشياء عن كوننا المادي ، لكنه لا يشمل الجاذبية أو المادة المظلمة. يُعتقد أن المادة المظلمة ، التي لا تصدر ضوءًا ولا يمكن ملاحظتها بشكل مباشر ، تشكل حوالي 80٪ من كل المادة في الكون المعروف ، لكن العلماء لا يعرفون بعد ما هي بالضبط.

قال: “نحن نبحث دائمًا عن امتدادات للنموذج القياسي”. “علينا أن نجد نافذة أو بوابة من عالمنا إلى عالم القطاع المظلم هذا ونلعب بشكل تجريبي. ويمكن أن يكون بوزون هيغز واحدًا من هؤلاء.” أوضح بيتشام أن “القطاع المظلم” يشمل الفيزياء التي تتجاوز النموذج القياسي.

الآن ، لا تتحمس كثيرًا. قال بيتشام إن هذه الورقة “لا تقدم لنا معلومات جديدة حتى الآن عن بوابة هيغز في” القطاع المظلم “. لكنه قال: “تثبت هذه الورقة أنه يمكننا البحث عن أشياء نادرة جدًا مثل هذه ، بسهولة تامة” ، مما يدفع البحث إلى الأمام بشكل عام.

المصدر/ livescience.comالمترجم/barabic.com