دکتر حسن بلوری،
برلین، ۲۰۲۴٫۰۸٫۱۹
The big problems of the universe: The origin and the essence of energy۱
مفهوم جِرم نقش بسزایی در توصیف رویداد‌های جاری در کیهان دارد. بدون این مفهوم هیچ پدیده‌ای قابلِ توصیف و فهم نیست. اما جرم چیست و چه منشایی دارد؟ آیا منشاء و چیستی جرم واقعاً درک شده است؟
******
فشرده
۴ نیروی اساسیِ شناخته شده تاکنون در طبیعت (گرانش، الکترومغناطیسم، هسته‌ای قوی و ضعیف) بدون مفهوم جرم قابل فهم نیستند. برای مثال، نیروی الکترومغناطیسم با ذرات الکتریکیِ جرم‌دار، یعنی الکترون‌ها و پروتون‌ها قابل توصیف و درک است.
اگر تمام ذرات اولیه بسان زمانِ انفجارِ بزرگ بدون جرم می‌ماندند، در این‌صورت همه آنها با سرعت نور از هم دور و پراکنده می‌شدند. در نتیجه شکل‌گیری اتم‌ها، ملکول‌ها، ستارگان و … ناممکن بود. از این‌رو می‌پرسیم: ذرات چگونه جرم‌دار شدند؟ چه عامل و یا عواملی باعث جرم‌دار شدن آنها شده است؟ آیا ذراتی مانند فوتون‌ها که با سرعت نور حرکت می‌کنند نیز می‌توانند دارای جرم شوند؟
همه ساختارهای مشاهده شده تاکنون در کیهان در اصل از سه ذره مختلفِ جرم‌دار به نام‌های کوارک‌های بالا، کوارک‌های پائین و الکترون‌ها بنا شده‌اند. اما مدل استانداردِ نظریه کوانتوم تا اوایل دهه دوم قرن حاضر توان توضیح جرم آنها را نداشت. شکی نیست که چنین وضعیتی نمی‌توانست رضایت‌بخش باشد. از این‌رو در دهه شصت قرن گذشته چندین فیزیکدان همزمان و مستقل از هم از جمله پیتر هیگز نظریه‌ای (فرضیه‌ای) را برای رفع این کاستی ارائه نمودند. طبق این نظریه، ذرات جرم خود را از طریق برهمکنشی با میدانی که اکنون به ’میدان هیگز‘ معروف شده است کسب می‌کنند. اما اثبات تجربی این نظریه بسیار دشوار بود و به‌همبن علت حدود نیم قرن، یعنی تا سال ۲۰۱۲ به‌طول انجامید.
’نظریه هیگز‘، کیهان را آکنده از میدانی می‌داند که ذرات اولیه در برهمکنشی با آن جرم‌دار می‌شوند. هر اندازه این برهمکنشی شدیدتر باشد به‌همان میزان نیز جرم ذرات بیشتر است. روشن است که همزمان با جرم‌دار شدن ذرات از سرعت حرکت آنها کاسته می‌شود و این برای شکل‌گیری انواع ساختارها در کیهان از جمله سامانه خورشیدی، کره زمین و حیات ضروری است.
در این مقاله می‌خواهیم به توضیحاتی در باره‌ی ’ذره هیگز‘، ’میدان هیگز‘، کشف ذره هیگز و مکانیسم جرم‌دار شدن ذرات اولیه در کنش و واکنش با میدان هیگز (ذره هیگز) بپردازیم.
برای مطالعه متن کامل نوشته با فرمت پی دی اف لطفا اینجا کلیک کنید
******