في مصادم الهادرون الكبير (LHC) في أوروبا ، يكون الأفضل هو الأفضل. ومع ذلك ، يعلن باحثون آخرون ليس بهذه السرعة. ربما لم يكتشف المصادم LHC بوسون هيغز ، البوزون الذي يضفي كتلة على كل شيء ، جسيم الله كما أطلق عليه البعض. في حين أن اكتشاف هيجز بوسون في عام 2012 بلغ ذروته بمنح جائزة نوبل في ديسمبر 2013 إلى بيتر هيجز وفرانسوا إنجلرت ، أثار فريق من الباحثين هذه الشكوك حول هيجز بوسون في بحثهم المنشور في مجلة Physical Review D.
الخطاب مشابه لما حدث في العام الماضي مع الكشف عن الضوء من بداية الوقت الذي يدل على عصر التضخم في الكون. الباحثون الذين يبحثون في أعماق الكون والأعماق الداخلية للجسيمات دون الذرية يبحثون عن إشارات على حافة القابلية للكشف ، فوق مستوى الضوضاء مباشرة وبالقرب من الإشارات من مصادر أخرى. بالنسبة لملاحظات التلسكوب BICEP2 (مقالات الولايات المتحدة السابقة) ، فإن شكوكها إلى لوحة الرسم ولكن شكوك هيجز بوسون (مقالات الولايات المتحدة السابقة) تشكل تحديًا بالتأكيد ولكنها تحتاج إلى أدلة أكثر صرامة. في الشؤون الإنسانية ، إذا لم يتم الكشف عن Higgs Boson بواسطة LHC ، فماذا يفعل المرء بجائزة نوبل الممنوحة؟
إن التحدي الحالي الذي يواجه Higgs Boson ليس جديدًا وليس مجرد مشكلة في الكشف عن وحدّة أجهزة الاستشعار كما هو الحال مع بيانات BICEP2. كشف تلسكوب بلانك الفضائي أن الضوء المنبعث من الغبار المتحد مع المجال المغناطيسي في مجرتنا درب التبانة يمكن أن يفسر الإشارة التي اكتشفها BICEP2 التي أعلن عنها الباحثون على أنها التوقيع الأساسي لفترة التضخم. إن جسيم هيجز بوسون هو في الواقع توقع للنظرية التي اقترحها بيتر هيجز والعديد من الآخرين في بداية الستينيات. إنه جسيم متوقع من نظرية المقياس تم تطويره بواسطة هيجز وإنجلت وآخرون ، في قلب النموذج القياسي.
هذه الورقة الأخيرة من فريق من الباحثين من الدنمارك وبلجيكا والمملكة المتحدة بقيادة الدكتورة مادس تودال فراندسن. تناقش دراستهم التي تحمل عنوان "بوزون تكنيكولور هيجز في ضوء بيانات المصادم" كيف تتوقع نظريتهم المدعومة تكنيكولور الكواركات من خلال مجموعة من الطاقات التي يمكن اكتشافها في المصادم LHC والتي تكون على وجه الخصوص ضمن مستوى عدم اليقين لنقطة البيانات المعلن أنها هيغز بوسون. هناك أنواع مختلفة من نظرية تكنيكولور (TC) وتقارن الورقة البحثية بالتفصيل النظرية الميدانية وراء النموذج القياسي Higgs و TC Higgs (نسختهما من بوزون Higgs). استنتاجهم هو أن TC Higgs تنبأت به نظرية تكنيكولور التي تتوافق مع الخصائص الفيزيائية المتوقعة ، وهي كتلة منخفضة ولها مستوى طاقة - 125 GeV - لا يمكن تمييزه عن الرنين الذي يعتبر الآن نموذج Higgs القياسي. هم جسيم مركب ولا ينقل الكتلة على كل شيء.
لذلك تقول - انتظر! ما هو تكنيكولور في لغة فيزياء الجسيمات؟ للإجابة على هذا السؤال ، فأنت تريد التحدث إلى سباك من جنوب برونكس ، نيويورك - د. ليونارد سوسكيند. على الرغم من أنه لم يعد سباكًا ، فقد اقترح Susskind لأول مرة Technicolor لوصف كسر التناظر في نظريات القياس التي تعد جزءًا من النموذج القياسي. اعتبر ساسكيند وفيزيائيون آخرون من السبعينيات أنه من غير المرضي أن هناك حاجة إلى العديد من المعلمات التعسفية لإكمال نظرية المقياس المستخدمة في النموذج القياسي (التي تشمل Higgs Scalar و Higgs Field). وبالتالي حددت المعلمات كتلة الجسيمات الأولية وخصائص أخرى. تم تعيين هذه المعلمات وعدم حسابها ولم يكن ذلك مقبولًا لـ Susskind و 't Hooft و Veltmann وغيرها. تضمن الحل مفهوم تكنيكولور الذي وفر وسيلة "طبيعية" لوصف انهيار التناظر في نظريات المقياس التي تشكل النموذج القياسي.
يشارك تكنيكولور في فيزياء الجسيمات شيئًا واحدًا بسيطًا مشتركًا مع تكنيكولور الذي سيطر على صناعة الأفلام الملونة المبكرة - المصطلح المركب في إنشاء اللون أو الجسيمات.
إذا كانت النظرية المحيطة بتقنية تكنيكولور صحيحة ، فيجب أن يكون هناك العديد من جسيمات تكني-كوارك وتقني هيغز التي يمكن العثور عليها مع LHC أو معجل أقوى للجيل القادم ؛ حديقة حيوان حقيقية من الجسيمات بجانب بوس هيجز فقط. النظرية تعني أيضًا أن هذه الجسيمات "الأولية" هي المركبات من جزيئات أصغر وأن هناك حاجة لقوة أخرى من الطبيعة لربطها. وتزعم هذه الورقة الجديدة التي أعدها Belyaev و Brown و Froadi و Frandsen أن جسيمًا تقنيًا معينًا له صدى (نقطة كشف) يقع ضمن حالة عدم اليقين من قياسات Higgs Boson. وبعبارة أخرى ، قد لا يكون هيجز بوسون "جسيم الإله" بل جسيم تكنيكولور كوارك يتألف من جزيئات أصغر أساسية وقوة أخرى تربطهم.
هذه الورقة التي كتبها Belyaev و Brown و Froadi و Frandsen هي تذكرة واضحة بأن النموذج القياسي غير مستقر وأنه حتى اكتشاف Higgs Boson ليس مؤكداً بنسبة 100 ٪. في العام الماضي ، تم دمج أجهزة استشعار أكثر حساسية في LHC في CERN مما سيساعد في دحض هذا التحدي لنظرية هيجز - هيجز سكالار وفيلد ، هيجز بوسون أو قد يكشف عن توقيعات جسيمات تكنيكولور. قد تعمل الكواشف الأفضل على حل الفرق بين مستوى الطاقة من كوارك تكنيكولور و هيغز بوسون. سارع باحثو المصادم LHC إلى القول بأن عملهم يتخطى مجرد اكتشاف Higgs Boson. أيضا ، يمكن أن ينفي عملهم في الواقع أنهم وجدوا Higgs Boson.
عند الاتصال بالباحث المشارك الدكتور ألكسندر بيلييف ، أثير السؤال - هل ستوفر الترقيات الأخيرة لمسرع CERN الدقة اللازمة للتمييز بين تقني Quark وجسيمات Higg؟
ورد د. بيلييف على مجلة الفضاء قائلاً: "لا يوجد ضمان بالطبع ، لكن ترقية LHC ستوفر بالتأكيد إمكانات أفضل بكثير لاكتشاف جسيمات أخرى مرتبطة بنظرية تكنيكولور ، مثل تكني ميزون ثقيلة أو تكني باريونز".
يعتمد حل الشكوك واختيار الإضافات المناسبة للنموذج القياسي على أجهزة كشف أفضل ومزيد من الملاحظات والتضارب في الطاقات الأعلى. في الوقت الحاضر ، ينخفض المصادم LHC لزيادة طاقات التصادم من 8 TeV إلى 13 TeV. من بين الملاحظات في LHC ، لم يكن أداء التناظر الفائق جيدًا ، كما دعمت الملاحظات بما في ذلك اكتشاف Higgs Boson النموذج القياسي. ضعف النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات هو أنه لا يفسر قوة الجاذبية للطبيعة في حين يمكن للتناظر الفائق. تحافظ نظرية تكنيكولور على مؤيدين أقوياء كما تظهر هذه الورقة الأخيرة وتترك بعض الشك في أن هيجز بوسون تم اكتشافه بالفعل. في نهاية المطاف ، قد تكون هناك حاجة إلى معجل جسيمات آخر أقوى من الجيل التالي.
بالنسبة لهيجز وإنجلرت ، فإن عكس الاكتشاف ليس بأي حال من الأحوال إتلاف عمل الحياة أو سيكون رفض جائزة نوبل. تم الاعتراف بالعمل النظري للفيزيائيين منذ فترة طويلة من قبل الجوائز السابقة. النموذج القياسي ، على الأقل ، هو حل جزئي لنظرية كل شيء يشبه لغز المنشار. قطعة بعد قطعة هي كيف يتم تطويرها ولكن ليس بدون أخطاء. علاوة على ذلك ، يمكن أن تكون القطع المضافة إلى النموذج القياسي مثل بيت من البطاقات وتتطلب استبدال حل أكبر مع حل آخر تمامًا. يمكن أن يكون هذا هو حالة هيجز وتكنيكولور.
في بعض الأوقات مثل الأطفال الذين تم تحديدهم إلى حد ما ، قام الفيزيائيون بإدخال حل في اللغز الذي يبدو أنه ملائم ولكن يجب أن يتم سحبه في النهاية. الخطاب الحالي لا يبرر التراجع. الأناقة والبساطة هي الخصائص المطلقة في الحلول النظرية. يستخدم علماء فيزياء الجسيمات هذا المصطلح أيضًا طبيعية عند وصف الاهتمامات بمعلمات نظرية المقياس. إن الحلول - قطع - اللغز التي ابتكرها بيتر هيجز وفرانسوا إنجلرت قادت وشجعت على المزيد من العمل الذي سيحقق نموذجًا قياسيًا أسلم ولكن قلة من الادعاء بأنها ستظهر كنظرية كل شيء.
المراجع:
ما قبل الطباعةبوزون تكنيكولور هيجز في ضوء بيانات المصادم LHC
