عندما يبدأ الفيزيائيون في تصميم التجارب التي ستجرى على معجل SSC ستكون إحدى الأولويات الأولى هي محاولة العثور على الدليل على وجود جسيم هيجز. وحسب النظرية المقبولة حالياً، فإن كتلة هذا الجسيم ينبغي أن تزيد على ه جي ف ولكنها أقل من وحدة تي ف. واحدة وحيث أن SSC سيكون قادراً على إنتاج جسيم هيجز الذي له وحدة تي ف، واحدة فإنه يمكننا بما هو معقول أن نفترض أنه إذا كان لهذا الجسيم، وجود فإنه ستتم رؤيته. وليس هناك بالطبع أي ضمان لأن يحدث ذلك، ويتشكك الكثيرون من الفيزيائيين في وجود هذا الجسيم. وكمثل، فإن بيتر أ. كاروذرز الفيزيائي بلوس ألاموس، يصف هذا الجسيم بأنه شيء ما يلصقه الناس بالنظريات لجعل الساعة تدور فحسب. ويعلق مارتينوس ج. ج. فلتمان الفيزيائي بجامعة ميتشجان بقوله الحقيقة أن الفيزياء النظرية الحديثة دائماً ما تملأ الفراغ بالكثير من البدع من مثل بوزون هيجز، بحيث أصبح مما يثير الدهشة أن يتمكن أحد من رؤية النجوم حتى ولو في ليلة صافية! وبوزون هيجز» هنا هو فحسب طريقة أخرى لأن نقول «جسيم هيجز، والإشارة إلى الفراغ هي تلميح الحقيقة أن مجالات هيجز وجسيمات هيجز يفترض أنها موجودة حتى في الفراغ الكامل - أي حتى في غـيـاب كل ماعدا ذلك من مادة).

وبالطبع، إذا لم يتم العثور على جسيمات هيجز، فإن هذا سيكون فيه أيضاً كشف مهم. فإذا لم تتم رؤية الجسيم، يتم بذلك نقض النظرية الموجودة، فيعرف الفيزيائيون النظريون عندها أن عليهم البحث عن ميكانيزم ما آخر يجعل الجسيمات تحوز كتلاً، أو أن عليهم أن يعدلوا الأفكار النظرية الموجودة. فالبرهان السلبي الذي من هذا النوع قد يكون في كثير من الأحيان جد مهم، ذلك أن التحقق من أن النظرية الموجودة غير مقنعة هو الذي يمد بالحافز على البحث عن أفكار نظرية جديدة.

وهناك مشكلة ثانية ستتم مجابهتها بواسطة التجارب التي ستجرى على SSC وهي مشكلة المكونات الأساسية للمادة. ورغم أن معظم الفيزيائيين المعاصرين يعتقدون أن الكواركات واللبتونات جسيمات أساسية، إلا أن من الممكن أن نستطيع الوصول إلى اكتشافات تبين أن هذا الفرض غير صحيح. وقد ظن العلماء عدة مرات فيما مضى أنهم قد اكتشفوا المكونات الأساسية للمادة. وفي وقت من الأوقات كان يفترض أن الذرة لا تقبل الانقسام. ثم كان الاعتقاد بأن النيوترونات والبروتونات هي جسيمات أساسية. أما اليوم، فيعتقد أن المادة مصنوعة من الكواركات واللبتونات. على أنه إذا كان لهذه الجسيمات مكونات أصغر بالفعل، فإن SSC قد. يسمح للعلماء برؤية هذه المكونات.

وحتى إذا لم يظهر دليل على وجود جسيمات من داخل الكواركات واللبتونات فسيظل هناك أسئلة بشأن مكونات المادة مازالت تتطلب الإجابة عنها، فليس في إمكاننا حتى الآن أن نكون متأكدين على وجه الدقة من عدد ما يوجد من الأنواع المختلفة من الكواركات واللبتونات. فلماذا ينبغي أن يوجد فحسب ستة من كل؟ لماذا لا يكون هناك ثمانية أو عشرة أو عشرون، أو حتى عدد لانهائي؟

وكثيراً ما يقال إن الكواركات واللبتونات تأتي في «عائلات»، لأنها يمكن تجميعها في أزواج. فالإلكترون ونيوترينو الإلكترون يجمعان معاً، بمثل ما يجمع الميون ونيوتروينو الميون والتاو ونيوترينو التاو. وبالمثل فإن الكوارك العلوي والسفلي يُجمعان في أزواج بمثل ما يجمع أيضاً الكواركات الغربية والساحرة في أزواج. وأخيراً فإن كوارك القاع يجمع في أزواج مع كوارك القمة الذي لم يتم اكتشافه بعد.

وفيما يعتقد، فإن وجود ثلاث عائلات من اللبتونات وثلاث عائلات من الكواركات هو أكثر من مجرد مصادفة. فمعظم الفيزيائيين يرون ذلك كدليل على سمترية أساسية في الطبيعة. وهكذا، فإنه إذا كشفت التجارب على SSC عن دليل على وجود عائلة رابعة من الكواركات (أو) وجود عائلة رابعة من اللبتونات) فسيبدأ الفيزيائيون في البحث تواً عن دليل على وجود عائلة رابعة من النوع الآخر. وإذا تم العثور على عائلة رابعة من الجسيمات فمن الممكن فيما يفترض أن توجد عائلة خامسة وسادسة، وهلم جراً. ومن الطبيعي أن الفيزيائيين يأملون ألا توجد هذه العائلات فأن يكون لدينا اثنا عشر جسيماً أساسياً للمادة، لفيه ما يكفي من الإزعاج. وإذا ثبت في النهاية أن عددها أكثر كثيراً، فسوف تعود ثانية مشكلة تكاثر الجسيمات، بمثل ما كانت عليه في الأوقات السابقة لاكتشاف الكواركات.

على أنه يبدو أثناء كتابتي لهذا، أن ليس من جد المحتمل أن سيحدث مثل هذا النوع من التكاثر. ويبدو من التجارب التي تجرى في المركز الأوروبي للأبحاث النووية وفي معمل المعجل الإلكتروني الألماني ما يشير إلى إمكان وجود عائلة رابعة، وإن كان الدليل على ذلك ليس دليلاً مباشراً. وهكذا لم تتم بعد رؤية جسيمات جديدة، وكل المحاجات عن وجود عائلة رابعة هي من باب التخمينات. وبالإضافة إلى ذلك توجد محاجة نظرية يبدو أنها تدل على أن أقصى عدد ممكن لعائلات الكواركات واللبتونات هو أربع عائلات.

وتعطي هذه المحاجة النظرية مثالاً للطريقة التي تتفاعل بها في هذه الأيام مجالات علم فيزياء الجسيمات وعلم الكونيات ذلك أنها محاجة تتأسس على أفكار عن تمدد الكون بعد بدء الانفجار الكبير بما يقرب من ثانية واحدة.

وعندما كان عمر الكون حوالي الثانية الواحدة، لا بد أن سرعة تمدده كانت تعتمد على عدد ما يوجد من الأنواع المختلفة من جسيمات النيوترينو. وكلما زاد عدد شتى أنواع النيوترينو، زادت سرعة التمدد وسرعة التمدد بدورها تؤثر في المقادير التي يتم إنتاجها من الهليوم والديتريوم والليثيوم. وهكذا فإن قياس المقادير الموجودة حالياً من هذه المواد يوفر لنا المعلومات عن عدد ما كان موجوداً من الأنواع المختلفة من النيوترينو. وإذا افترضنا أن السمترية التي بين عدد جسيمات النيوترينو وعدد العائلات المختلفة من الكواركات ستظل باقية فإن هذا يعطينا معلومات عن العدد الكلي للأنواع المختلفة من الجسيمات الأساسية التي يمكن أن توجد.

وتبدو هذه المحاجة معقدة، ولكن كل خطوة فيها معقولة بشكل مباشر، وهي فيما يحتمل صحيحة، إلا إذا كان هناك خطأ ما فظيع فيما يفترضه العلماء عن الظروف التي وجدت في الكون المبكر. وأنا أعتقد إذن أن الأمر يستحق أن نتفحصها مرة أخرى، خطوة خطوة.

وسنبدأ بملاحظة أن جسيمات النيوترينو لها كتلة صغيرة جداً، وربما تكون صفراً. والآن، فإن المحاجات المؤسسة على نظرية النسبية الخاصة تتضمن أنه إذا كان الجسيم ما كتلة من صفر، فإنه يجب أن ينتقل بسرعة الضوء. والفوتونات مثلاً تنتقل بهذه السرعة. وهذا بالطبع لا يدهش كثيراً، حيث أن الفوتونات هي الضوء. وليس من المعروف ما إذا كانت كتلة جسيمات النيوترينو هي صفر، أم أن كتلتها هي فحسب أصغر جداً من أن تسمح بقياسها. ومع كل، فإن هذا ليس له حقاً إلا تأثير صغير على المحاجة التي أوجزها هنا. فإذا كان الجسيمات النيوترينو كتلة صغيرة، ولكنها متناهية فإنها إذن تكون قد انتقلت خلال الكون المبكر بسرعة كبيرة جداً، تقارب سرعة الضوء. وسبب هذا بسيط جداً. فالكون في ذلك الوقت كان ساخناً جداً، وكانت الطاقة متاحة بمقادير كبيرة جداً، وأي قدر معين من الطاقة سيجعل الجسيم الخفيف ينتقل بسرعة أكبر من الجسيم الثقيل. وهكذا فإن الجسيمات مثل البروتونات والنيوترونات تنتقل بسرعة بطيئة نسبياً، بينما جسيمات النيوترينو الأخف كثيراً في وزنها تصل إلى سرعات عظيمة جداً. والخطوة الثانية في محاجتنا تعتمد على ما لوحظ من أن تمدد الكون في ذلك الوقت كان يعتمد ولا بد على عدد ما يحويه من الجسيمات التي تتحرك سريعاً. فهذه الجسيمات تمارس نوعاً من الضغط إلى الخارج يؤثر في سرعة التمدد.

فإذا كان هناك مثلاً، أربعة أو خمسة أنواع مختلفة من جسيمات النيوترينو، فإن سرعة التمدد تكون أكثر مما لو كان هناك ثلاثة أنواع فقط. وإذا كان التمدد أكثر سرعة، فإن هذا عنه سينتج. تأثيرات ستظل مرئية حتى الآن. وعلى وجه محدد فإن نسبة وفرة الهليوم تصبح أكبر.

وعند هذه النقطة تصبح المحاجة تقنية بعض الشيء وحتى لا أغرق القارئ في تفاصيل أكثر مما ينبغي، سأذكر ببساطة أن الحسابات تدلنا على أن نسبة النيوترونات إلى البروتونات في الكون كانت في ذلك الوقت تعتمد على سرعة التمدد، فإذا زادت سرعة التمدد تتغير النسبة بطريقة يزيد معها ما يتشكل من الهليوم. وحين يتم إجراء الحسابات، وحين ندخل فيها أرقام مقادير الهليوم التي نحصل عليها اليوم، فإننا نصل إلى نتيجة هي أنه لا يوجد فيما يحتمل إلا ثلاثة أنواع مختلفة من النيوترينو، أو هي أربعة أنواع على أقصى حد. فنسبة توافر الهليوم كما نلاحظها هي بحيث نجد أن وجود أربعة أنواع من النيوترينو هو فحسب مما يحتمل بالكاد..

وقد تبدو هذه المحاجة لمن ليس لديهم توجه علمي وكأنها تشبه بعض المحاجات التي في منتخبات كونفوشيوس. وما أشير إليه هنا هو ما يسمى بالمحاجات المتسلسلة التي تثبت على خطوط عديدة مختلفة، كالقول مثلاً بأنه إذا لم يوجد نظام في الأسرة، فإن الدولة ستنهار مفككة والغربيون ينزعون إلى التشكك في هذا النوع من المحاجة لأنهم يدركون أنه إذا ثبت في النهاية أن أي حلقة في السلسلة ليست صحيحة، فستتهاوى المحاجة كلها متفككة هل يستطيع المرء حقاً أن يؤمن بمحاجات علمية يبدو أن لها نفس هذه الخاصية؟

سيجيب معظم العلماء عن هذا النقاش بنعم أكيدة. فالمحاجة العلمية كثيراً ما تعتمد على سلسلة من الأفكار من مثل ما لخصته بأعلاه، ولكنها تختلف عن سلسلة محاجات كونفوشيوس في أنه يمكن اختبار كل خطوة منها تجريبياً. والعلماء عموماً لا يلزمون أنفسهم بمحاجة من هذا النوع إلا بعد أن يختبروا كل حلقة مفردة فيها. وبعدها فإنه عند الوصول إلى استنتاج ما لا يقدس هذا الاستناج للأبد كعقيدة علمية، وإنما هو يختبر تجريبياً، وإذا اكتشف أنه غير صحيح، فإن العلماء يعودون وراء ويحاولون اكتشاف ما إذا كانت حلقة أو أكثر هي فيما يحتمل أضعف مما كانوا يظنون.

وفي حالتنا هذه، استنتجنا مؤقتاً أن هناك فيما يحتمل ثلاث عائلات فحسب من الجسيمات، أو هي أربع على الأقصى. والخطوة التالية هي أن نـخـتـبـر هذا الاستنتاج بإجراء التجارب على SSC لنرى إن كان ممكناً أن نعثر على أي دليل مباشر أو غير مباشر على وجود جسيمات إضافية. وإذا لم يتم اكتشاف دليل من هذا النوع، فإننا سنستنتج إذن أن النظرية قد تم إثباتها، على الأقل حتى وقتنا هذا.

اخر الاخبار

اخبار العتبة العباسية المقدسة

جناح العتبة العباسية المقدسة في معرض طهران الدولي يشهد فعاليات متنوِّعة

شعبة مدارس الكفيل تطلق حملتها السنوية لدعم العوائل المتعففة في شهر رمضان المبارك

بأجواء رمضانية مميزة.. مجموعة مشاتل الكفيل تستقبل العوائل العراقية يوميًا

المجمع العلمي: الختمة القرآنية الرمضانية المركزية المرتلة تشهد تنوعًا في القراءات والمشاركات

المزيد

الآخبار الصحية

دراسة تكشف "السبب الخفي" وراء ترك التمارين الرياضية

كشف التوقيت "المثالي" لتغيير فرشاة الأسنان

بلاستيك في أنسجة بشرية.. دراسة تكشف مفاجأة طبية

دراسة تحذر من الإفراط في ممارسة الرياضة.. كيف يضر دماءك؟

المزيد

الآخبار التكنلوجية

"ديب سيك" تحجب أحدث نماذجها عن شركات الرقائق الأميركية

"سامسونغ" تطلق سلسلة هواتف "غالاكسي إس 26"

حملات سرية ورسائل تشويه.. كيف يتم استغلال "تشات جي بي تي"؟

أثر نفسي غير متوقع للرياضة.. مرتبط بالغضب

المزيد

مواضيع ذات صلة

اكتشاف جسيمات جديدة

ميجا فولت، وجيجا فولت وتيرا فولت

جسيمات وموجات

جسيمات مصطدمة

ما بعد النموذج المعياري

الهليوم والديتريوم الأوليان

النموذج المعياري

نظرية ديناميكا اللون الكمية

توحيد القوى

النموذج المعياري

مكونات المادة

الطريقة الثمانية