مدرکی جدید برای توضیح معمای هستی
سالیان سال است که دانشمندان به دنبال کشف معمای هستی هستند. اخیرا فیزیک‌دانان آزمایشگاه ملی شتابدهنده فرمی در ایالات متحده توانسته‌اند مدارکی جدید کشف کنند که شاید بتواند در حل یکی از بزرگ‌ترین معماهای گیتی کمک کند، این‌که چرا جهان به جای پادماده از ماده تشکیل شده است؟ اگر این مدرک تایید شود، می‌تواند توضیحی منطقی برای این سئوال دیرینه ارایه کند.
بد نیست بدانید که در یک دنیای کاملا متقارن ریاضی، ما اصلا نباید وجود داشته باشیم. طبق قوانین نسبیت انیشتن و مکانیک کوانتومی، وقتی انفجار بزرگ در حدود 14 میلیارد سال پیش رخ داد، مقادیر مساوی از ماده و پادماده تولید شده که بلافاصله می‌بایست همدیگر را خنثی می‌کرده‌اند؛ اما امروز ما وجود داریم و می‌دانیم که ستارگان و کهکشان‌های بسیار زیاد دیگری هم وجود دارند که همگی از ماده تشکیل شده‌اند. به همین دلیل فیزیک‌دان‌ها و خیلی‌های دیگر به‌شدت دوست دارند بدانند که چرا ما وجود داریم و چه بلایی سر آن‌همه پادماده آمده است؟
به گزارش نیویورک‌تایمز، فیزیک‌دانان آزمایشگاه فرمی که تا سال گذشته قوی‌ترین شتابدهنده ذرات در دنیا را در اختیار داشتند، با هدف دست‌یابی به پاسخی برای این سئوال، گروهی را به نام دی‌زیرو (DZero) تشکیل دادند و با بررسی اطلاعات حاصل از برخورد پروتون‌ها و پادپروتون‌ها دریافتند که در گوی‌های آتشین برجامانده از برخورد، به جای تولید تعداد مساوی زوج ذره میون و پادمیون، میون‌ها اندکی بیشتر از پادمیون‌ها تولید می‌شوند که موجب می‌شود دنیای مینیاتوری درون شتابدهنده از حالت خنثی به این سمت برود که یک درصد ماده بیشتر به جای پادماده داشته باشد.
به گفته گنادی بوریسوف، عضو این تیم تحقیقاتی از دانشگاه لانکستر انگلیس، چنین نتیجه‌ای می‌تواند اطلاعات مهمی برای این موضوع باشد که چرا در دنیای ما ماده بر پادماده غالب است. ما حدس می‌زنیم که اتفاق مشابهی در نخستین آتوثانیه‌های پس از مهبانگ (اگر یک ثانیه را به هزار میلیارد قسمت تقسیم کنیم، هر یک از آن‌ها معادل یک آتوثانیه خواهد بود) روی داده باشد.
اولین کسی که راجع به غلبه ماده بر پادماده در ابتدای جهان استدلال کرد، یک فیزیکدان روس به نام اندری ساخاروف بود. او گفت که تفاوت بسیار کمی در خصوصیات ذرات و پادذرات وجود دارد که وقتی بارها و چرخش ذرات معکوس می‌شود، باعث رفتار اندک متفاوت آن‌ها خواهد شد. سال‌ها بعد فیزیک‌دانان دیگری هم توانستند مثالهایی برای این موضوع در واکنش‌های بین ذرات درون اتمی پیدا کنند، اما این مثال‌ها هنوز هم برای توضیح وجود ما کافی نبود.
دکتر گوستاو بروجمانز، یکی دیگر از اعضای تیم دی‌زیرو، راجع به اثر جدید گفته است که این اثر به رفتار بسیار عجیب ذراتی تحت عنوان "مزون‌های ب خنثی" بستگی دارد. به گفته وی این ذرات هزاران میلیارد بار در ثانیه بین حالت عادی خود و حالت پادماده در نوسان هستند. اما به نظر می‌رسد مزون‌هایی که در برخورد پروتون-پادپروتون تولید می‌شوند، کمی سریع‌تر از دیگر حالت‌ها از حالت پادماده به ماده منتقل می‌شوند و همین امر به برتری یک درصدی ماده بر پادماده منجر می‌شود.
دکتر بروجمانز در ادامه افزود که حتی اگر این یافته بتواند توضیحی کافی برای وجود ما باشد، هنوز هم یک سئوال بی‌پاسخ دیگر باقی است: «دلیل این رفتار اسرارآمیز مزون‌های ب چیست؟ شاید بهترین توضیح این باشد که برخی از ذرات جدید و یا برخی از انواع جدید از تعاملات بین ذرات در مدل استاندارد پیش‌بینی نشده‌اند».
چیزی که مسلم است تا این یافته توسط آزمایش‌های بعدی تایید نشده، باید صبر و حوصله به خرج داد. شاید ال.اچ.سی ، بزرگ‌ترین شتابدهنده جهان که در سرن مشغول به فعالیت است، بتواند نشانه‌های دقیق‌تری از این رویداد برای ما پیدا کند.
بوزون هیگز
بوزون هیگز
بوزون هیگز (به انگلیسی: Higgs boson) یا سازوکار BEH، یک ذره بنیادی اولیه فرضی دارای جرم است که وجود آن توسط مدل استاندارد فیزیک ذرات پیش‌بینی شده است. این بوزون، تنها ذرهٔ مدل استاندارد است که هنوز به صورت تجربی مشاهده نشده است. مشاهده تجربی این ذره ممکن است بتواند درباره چگونگی جرم‌دار شدن ماده توسط ذرات بنیادی بدون جرم دیگر، توضیح دهد. به طور خاص، بوزون هیگز، احتمالاً می‌تواند دلایلی برای تفاوت‌های بین فوتون که بدون جرم است و بوزون‌های W و Z که نسبتاً پرجرم هستند، ارائه کند. جرم ذرات بنیادی، تفاوت‌های بین الکترومغناطیس (که توسط فوتون‌ها ایجاد می‌شود) و نیروی هسته‌ای ضعیف (که توسط بوزون‌های W و Z ایجاد می‌شود) در ساختار میکروسکوپیک (و به‌طبع ماکروسکوپیک) ماده مؤثر هستند؛ بنابراین، بوزون هیگز -در صورت وجود- یک مؤلفه بسیار مهم در دنیای ماده است.
تا کنون، هیچ آزمایشی بوزون هیگز را تشخیص نداده است؛ برخورددهنده بزرگ هادرون (LHC) در سرن (CERN) که در ۱۰ سپتامبر ۲۰۰۸ راه‌اندازی شد، قرار است شواهد تجربی کافی برای وجود یا عدم وجود این ذره ارائه کند.
یک نمودار فاینمن که نحوه تولید احتمالی هیگز را در LHC نمایش می‌دهد: دو گلئون به زوج کوارک سر-پاد سر وامی پاشند، سپس دو زوج مخالف از اینها تشکیل یک ذره هیگز خنثی را می‌دهند.
منبع: دانشنامه آزاد