آيا سرانجام ذره ي خداكشف شد؟؟

ءأَنتُمْ أَشَدُّ خَلْقًا أَمِ السَّمَاء بَنَاهَا ـ رَفَعَ سَمْكَهَا فَسَوَّاهَا

- آيا خلقت شما سخت‌تر است يا آفرينش آسمان كه خدايش بنا و سقف آن را بالا برده و آن را منظم ساخته است (نازعات ـ 27 -28)

* لَخَلْقُ السَّمَاوَاتِ وَ الْأَرْضِ أَكْبَرُ مِنْ خَلْقِ النَّاسِ وَ لَكِنَّ أَكْثَرَ النَّاسِ لَا يَعْلَمُونَ (غافر -57)

-البته خلقت زمين و آسمان‌ها بسيار بزرگ‌تر و مهمتر از خلقت بشراست و ليكن اكثر مردم اين معنا را درك نمي‌كنند.

ساعت ۹ صبح چهارشنبه ۴ جولای ۲۰۱۲ به وقت مرکزی اروپا، ژنو میزبان سمیناری بود که به طور اضطراری تشکیل می‌شد. تنها یک هفته از بررسی داده‌های مختلفی که شتاب‌دهنده «برخورد دهنده بزرگ هادرونی» یا LHC در سال ۲۰۱۲ گردآورده بود، می‌گذشت که سرن، جلسه‌ای ویژه را برای اعلام نتایج به دست آمده، از این داده‌ها برگزار کرد. در حضور خبرنگاران و چهار فیزیکدان برجسته‌ای که نظریه میدان هیگز را ۵۰ سال پیش مدل‌سازی کرده بوند، سخنگویان دو آشکارساز اطلس و سی.‌ام. اس این شتاب‌دهنده، سرانجام نتیجه شکار این ذره گریزپای را اعلام کردند؛ تلاشی که برای به ثمر رسیدن آن نیم قرن تلاش منجر به ساخت بزرگ‌ترین و یکی از گران‌ترین آزمایشگاه‌های تاریخ بشر شده بود. اینک پاسخ یکی از سوال‌های مهم بشر درباره ماهیت عالم مشخص شده است؛ بوزون هیگز مسوول به وجود آمدن جرم در عالم ماست.
بوزون چیست؟
بوزون یک ذره زیر-اتمی است. ذرات اتمی پرتون‌ها، نوترون‌ها و الکترون‌ها هستند. در حالی که در دنیای یونان اتم به معنی غیر قابل تقسیم بود، دانشمندان مدرن دریافتند که ذرات اتمی هم قابل بخش به ذرات زیر-اتمی هستند. که این ذرات زیر-اتمی شامل کوارک‌ها، لپتون‌ها و بوزون‌ها می‌شوند.
بوزون هیگز چیست؟
براساس مدل‌هایی که تکامل عالم را بررسی می‌کند، می‌دانیم در ابتدای شکل‌گیری عالم، ذرات جرم نداشتند. اما در دوره‌ای نسبتا کوتاه، هر یک از ذرات جرم مشخصی را به دست آوردند و این جرم ذرات بود که روند بعدی تکامل عالم را مشخص کرد. برخی از ذرات مانند فوتون‌ها که ذرات تشکیل‌دهنده نور هستند، بدون جرم ماندند و توانستند بدون محدودیت در عالم سفر کنند؛ برخی دیگر اما جرم پیدا کردند و رفتارشان تغییر کرد. سوال مهمی که در دنیای فیزیک وجود دارد، این است که چه چیزی باعث شد تا ذرات عالم جرم‌دار شوند؟

برای اینکه اهمیت این داستان را بهتر درک کنید، نگاهی به جهان اطرافتان بیاندازید: جهان اطراف ما از مواد مختلفی ساخته شده است.جسم من و شما و هر آنچه می‌بینید، هر یک از ترکیبات و مواد گوناگونی تشکیل شده‌اند. اما اگر اندکی دقیق‌تر نگاه کنیم، می‌بینیم همه این مواد قابل تبدیل به تعداد محدودتری از ذرات تشکیل‌دهنده هستند. برای مثال همه‌ی اشیا از مولکول‌هایی تشکیل شده‌اند.تنوع و تعداد این مولکول‌ها بسیار زیاد است، اما هر ترکیبی که داشته باشند، قطعا از عناصر محدودی شکل گرفته‌اند که آنها را در طبیعت می‌شناسیم. همه این عناصر به نوبه خود از ذرات بنیادی‌تری به نام الکترون، نوترون‌ و پروتون شکل گرفته‌اند و خاصیت مختلف هر یک از آنها به این برمی‌گردد که چه ترکیبی از این سه ذره در کنار هم قرار گرفته باشند.

برخی از این ذرات به نوبه خود از ذرات بنیادی‌تری شکل گرفته‌اند. بررسی این ذرات بنیادی می‌تواند ما را به درک جهان اطرافمان یاری کند. ترکیب این ذرات که آنها را ذرات زیر اتمی می‌نامند، کمک می‌کند بفهمیم چه قوانینی بر جهان ما حاکم است. اهمیت این دنیای فوق‌العاده کوچک مقیاس و در عین حال فوق‌العاده مهم، باعث شده تا گروهی از دانشمندان تمام تمرکز و هم و غم خود را به رازگشایی از این جهان شگفت و توصیف آن با کمک نظریه ذرات بنیادی مبذول کنند.

نظریه ذرات بنیادی مانند هر نظریه دیگری در دنیای علم بر مبنای مشاهده‌ها شکل می‌گیرد، پدیده‌ها را پیش‌بینی می‌کند و در برابر آزمایش‌های جدید محک می‌خورد و اگر از آن سربلند بیرون آید، مستحکم‌تر شده و اگر در آزمایشی شکست بخورد، نظریه دیگری را باید بر مبنای نتایج جدید تدوین کرد. به همین دلیل برای توصیف یک پدیده، گاهی نظریات مختلفی مطرح می‌شود. بنابراین هر کدام بتواند بهتر از پس چالش‌های پیش‌رو برآید، جای پایش محکم‌تر می‌شود و بیشتر مورد قبول قرار می‌گیرد.
مدل استاندارد چیست؟
در نظریه ذرات بنیادی نیز نظریه‌ای به نام مدل استاندارد ذرات بنیادی وجود دارد که بدون ورود به جزئیات فنی و دشوار آن، می‌توان آن را نظریه‌ای توصیف کرد که تلاش دارد به روان‌ترین شکل، رفتارهای حاکم بر ذرات بنیادی را توصیف کند و توضیحی بر دلیل رفتارهای آنها ارائه دهد.

بوزون هیگز در این نظریه است که نقش مهمی ایفا می‌کند. بار دیگر و بدون وارد شدن به جزئیات فنی بیایید به این سوال بیندیشید که ویژگی یک جسم چه مواردی است؟ مثلا خود شما، یا هر چیز دیگر. فارغ از مشخصات ظاهری، برخی از ویژگی‌های یک جسم، بنیادی و اساسی به‌شمار می‌رود. یکی از این موارد جرم یک جسم است (که البته می‌توانید آن را نوعی انرژی به دام افتاده در آن جسم نیز تصور کنید). اگر از شما بپرسند چقدر جرم دارید، ممکن است بگویید مثلا ۶۰ کیلوگرم و اگر از شما بپرسند «چرا جرم شما این عدد است؟»، خواهید گفت که بدن من از موادی تشکیل شده که هر یک از آنها جرمی دارند و مجموعه جرم آنها به این عدد می‌رسد. این فرآیند خرد کردن را می‌توانید آن‌قدر ادامه دهید تا به ذرات بنیادی برسید.

اما از آن بیشتر نمی‌توانید پیش روید. بخشی از مواد تشکیل‌دهنده بدن شما الکترون‌ها هستند. چرا یک الکترون مقدار مشخصی جرم دارد و چرا این مقدار برای ذرات بنیادی مختلف متفاوت است؟ برای مثال چرا یک الکترون مقدار جرم مشخصی دارد که از پروتون و نوترون کمتر است، اما از ذراتی مانند فوتون یا نوتریونوها که تقریبا بدون جرم هستند، بیشتر است؟ چه چیزی باعث می‌شود که یک ذره جرم مشخصی را داشته باشد و به عبارت دیگر، در دنیای فیزیک ذرات، چه عاملی باعث می‌شود جرمی خاص به ذره‌ای خاص اختصاص یابد؟ این یکی از معماهای مدل استاندارد به شمار می‌رود و در دهه ۱۹۶۰/۱۳۴۰، پیترهیگز نظریه‌ای را مطرح کرد که به نام میدان هیگز معروف شد و می‌توانست این مساله را توجیه کند.