Is the Vacuum Empty? -- the Higgs Field and the Dark Energy

آيا خلاء تهي است؟ ميدان هيگز و انرژي تاريک

 

 مسائل موجود در شناخت سرشت واقعي «خلاء» را فيزيکدان نظري آلوارو دو روخواد(Alvaro de Rujula)  از مرکز اروپايي پژوهش هسته‌اي - سرن در ژنو ، سوئيس و استاد فيزيک دانشگاه بوستون در گردهماييEPL «فيزيک در زمان ما» که در ما مه در پاريس برگزار شد، بررسي کرده است.او مي‌گويد: « معلوم شده است که خلاء تهي نيست. خلاء با نيستي فرق دارد،‌ شگفت اين که از تمام « مواد» شناخته شده درک ما از خلاء از همه کم‌تر است.»

 

به نظر مي‌رسد که از ديدگاه کيهان‌شناسي خلاء داراي نوعي چگالي انرژي باشد، که « انرژي تاريک» يا « ثابت کيهان شناختي» ناميده مي‌شود که مسئول انبساط شتابدار مشاهده شده‌ي عالم است. از نظر فيزيک ذرات بنيادي، « ميدان هيگز» که به اسم پيتر هيگز(Peter Higgs)  فيزيکدان نام‌گذاري شده است- در خلاء نفوذ  مي‌کند. در مدل استاندارد فيزيک ذرات (که دنياي زير اتمي را براي بيش از 30 سال به صورت موفقيت‌آميز ترسيم کرده است)، جرم همه‌ي ذرات در نتيجه‌ي بر هم کنش با اين ميدان به وجود مي‌آيد.

 

همين‌طور بايد بتوان برانگيختگي‌هاي ميدان هيگز را به صورت ذره‌اي موسوم به «بوزون هيگز» مشاهده کرد. بنابراين آشکارسازي ذره‌ي هيگز- تنها ذره‌ي موجود در مدل استاندارد که به صورت تجربي مشاهده نشده است- يکي از چالش‌هاي مهم فيزيک ذرات کنوني است. دانشمندان اميد دارند که ذره‌ي هيگز را با استفاده از برخورد دهنده‌ي هادروني بزرگ سرن (LHC) آشکار سازند که انتظار مي‌رود در نوامبر امسال به کار بيفتد. LHC بزرگ‌ترين شتاب‌گر ذرات جهان خواهد بود که پروتون‌ها رابا انرژي کلteV (ev 1012* 16) به پروتون‌هاي ديگر مي‌کوبد تا چيزي را توليد کنند که فيزيکدانان اميدوارند يک عالمه ذرات جديد، از جمله ذره‌ي هيگز باشد.

 

LHC در جست‌وجوي ذرات فرضي ديگری به غير از بوزون هيگز است که « فيزيک‌ فراتر از مدل استاندارد » ناميده مي‌شود و « ابر تقارن» ايده‌ي نويدبخش آن است. بسط‌هاي اَبَر متقارن مدل استاندارد پيش‌بيني مي‌کنند که تمام ذرات بنيادي مانند کوارک‌‌ها، فوتون‌ها و الکترون‌ها داراي «بستگان» موسوم به «اَبرَ يار » هستند که هنوز کشف نشده‌اند.

 

بزرگ‌ترين دستاورد دکتر دو روخولا تاکنون شناخت جرم ذرات متشکل از کوارک‌ها با همکاري شلدون گلاشو(Sheldon Glashow) و هوارد گئورگي(Howard Heorgi) بوده است. او گفت که « من با همکاري آرنون (Arnon Dar) و شلومودادو(shtomo Dado) اخيراً مسأله اصلي اختر فيزيک انرژي‌هاي بالا يعني فوران‌هاي پرتوگاما و پرتوهاي کيهاني را نيز حل کرده‌ايم، اما اختر فيزيک‌دانان (هنوز) با آن موافقت نکرده‌اند.

 

دکتر دو روخولا در نگاه به آينده اميدوار است که LHC « چيزي بنيادي » را به ما بياموزد. او مي‌گويد « به غير از يافتن ذره‌ي هيگز، اين امکان وجود دارد که برخورد دهنده « ماده‌ي تاريک» را توليد کند که ذراتي هستند که به طور غيرمستقيم در عالم مشاهده شده‌اند. با اين همه ،‌حتي اگر هيچ کدام از اين‌‌‌ها يافته نشدند،‌ LHC هنوز جالب توجه خواهد بود، زيرا نشان خواهد داد که درباره‌ي خلاء چيزي نمي‌دانيم . قبل از يک انقلاب علمي اغلب عدم شناخت کامل وجود دارد.»

 

ترجمه : دکتر منیژه رهبر

مرجع