في حدث فريد من نوعه ، مُصادم الجسيمات سيرن يعلن أكتشاف ثلاث جسيمات جديدة

 

في الخامس من يوليو الماضي ، بعد انتظار طويل وعمل دؤوب ، أخيرا بدأ مصادم الجسيمات سيرن عمله من جديد رسميا بعد توقفه لمدة ثلاث سنوات قضاها العلماء في الصيانة والتطوير وبدات معه أكبر وأخطر التجارب البشرية في التاريخ المعاصر ، تجربة هدفها الأكبر هو البحث عن اسرار الكون والفيزياء الحديثة واغرب لغز غامض يواجهنا لغاية يومنا هذا.

مباشرة بعد بدأ مصادم الهادرونات الكبير عمله من جديد ، صدر أول بيان صحفي من فريق سيرن العلمي يقول بانهم اكتشفوا ثلاث جسيمات ذرية جديدة وغير معروفة ، في سياق متصل صرح عدد من العلماء ان المفاعل الخطير هذا سيكون السبب في دمار ونهاية كوكب الأرض بالكامل.

أذن فما هو هذا ( مسرع الجسيمات سيرن ) ولماذا تم صنعه أساسا؟ لنفهم سوية قصة هذا المفاعل ونتعرف على واحد من أهم الأختراعات التي أنجزتها البشرية على الأطلاق ، لأجراء اختبارات فيزياء الجسيمات الذرية ودون الذرية ، وسنتعرف على النتائج المذهلة التي استطاع العلماء التوصل اليها عن طريق "مختبر سيرن" ،  ولماذا اعتبر بعض العلماء ان الاستمرار باجراء مثل هكذا تجارب قد يكون لها تبعات خطيرة على مستقبل البشرية ودمارها وكوكب الأرض بالكامل ، ومنهم العالم "ستيفن هويكنغ"؟

اقرأ ايضاً :الأقتراب من حل لغز عمره 100 عام ، العلماء يتتبعون مصدر الجسيمات المشحونة للأشعة الكونية

منذ حوالي خمسين سنة أو أكثر بقليل كان هناك عالم بريطاني شهير يدعى "بيتر هيكز" ، كان هذا العالم يبحث في موضوع مهم وهو ( ما الذي يبني كتل الجسيمات دون الذرية الأساسية التي يتكون منها كل شيء في الكون ) ، وهي الكواركات التي تتكون منها الهادرونات ( البروتونات والنيوترونات ) الموجودة داخل انوية الذرات ، وكان يرى أنه من المؤكد وجود جسيم مجهول يمثل الروح بالنسبة لهذه الاجسام ، وهو نفسه الذي يكسب الاجسام كتلتها.

طرح العالم "بيتر هيكز" فكرةلم تكن مألوفة آنذاك وقال "لنعتبر ان تلك الاجسام موجودة في بيئة غريبة تختلف عما نعرفها نحن ، أي تخيل ان كل الفضاء مليء بالمادة الخفية ، والمادة الخفية هذه هي التي تعمل على مقاومة قوة سحب الجسيمات عندما تتصارع داخلها".

بصورة اكثر بساطة تخيل انك مُمسكاً كرة وتحاول تحريكها داخل الماء سوف تشعر بانها اثقل بكثير عما اذا كنت تحاول تحريكها في الهواء ، الكرة هذه تمثل الجسيمات والماء يمثل حقل هيكز او المادة الخفية المنتشرة في الكون كله ، والمحيطة بجميع الجسيمات ، وبسبب مقاومة الماء للكرة نشعر بثقلها او كتلتها ، أي أن في الحالة هذه بامكانك اعتبار الاجسام عديمة الكتلة ولكن مقاومة المادة الخفية هذه هي التي تكسبها كتلتها.

في سنة 1964 نشر "بيتر هيكز" ورقة بحثية بمساعدة زميله البروفيسور فرانس وانكلير في مجلة فيزيائية معروفة وصف بها هذه الفكرة بشكل رياضي وقال ان هناك حقلا وهميا غير مرئيا موجود في كل مكان بالكون تكوَّن بعد جزء من مليارات الأجزاء من الثانية بعد ميلاد الكون ، واُطلق عليه ( حقل هيكز Higgs’s Field (  والحقل الافتراضي هذا تسبح فيه كل الاجسام الموجودة في الكون كله ، من أصغر ذرة الى أكبر مجرة ، ومن خلال تفاعل الاجسام الموجودة في الكون مع الحقل الغير مرئي هذا سيتولد منه الكتلة الخاصة بالجسيمات ، والجسيم الذري الافتراضي الذي يتكون منه هذا الحقل الخفي ، اطلق عليه اسم "هيكز بوزون" Higgs Boson  واطلقوا عليه اسم ( جسيم الرب ) God Particle  وعلى الرغم من ان فرضية هيكز هذه تمكنت من حل المشاكل التي كانت تعيق الفيزيائيين على مدار سنين طويلة في المعادلات الرياضية الخاصة بفيزياء الجسيمات ،  إلا أنه لم يستطع أحدا اثبات وجود المجال الخفي ويقوم بتجربة يكشف بها الجسيم الذري هذا الذي يُكسب المواد في الكون كله كتلتها.

أستمر هذا الكلام مدة اكثر من خمسين سنة ، ولأن اكتشاف الجسيم الغامض هذا كان بحاجة الى طاقة كبيرة يستحيل توفرها في ذلك الوقت ، وعلى مدار سنين طويلة قامت العديد من التجارب من اجل اثبات جسيم هيكز ورصده ، ولكنها جميعا بائت بالفشل الذريع ولم تستطع الوصول الى أي نتيجة حتى عام 2012 عندما أنشا مصادم الهادرونات أو مسرع الجسيمات سيرن ومع بداية عمل الدورة من التجارب والتصادمات فيه اكتشف أخيرا "جسيم هيكز" Higgs Boson وقاموا برصده ، وكان هذا بمثابة اهم واكبر اكتشاف فيزيائي في العقد الأخير ، وبالتاكيد فاز "بيتر هيكز" بعدها بجائزة نوبل ، والعالم كله انقلب حرفيا على هذا الحدث الأسطوري وقتها.

الان لنتعرف بشئ من التفصيل على التجارب التي حصلت في  مسرع سيرن. كان هذا المختبر شغالا منذ سنة 2008 ويعتبر أكبر وأقوى مسرع للجسيمات في العالم ، والتجارب التي تعمل فيه تكون عبارة عن تصادم الجسيمات دون الذرية ببعضها بسرعة رهيبة تقارب سرعة الضوء ، وبهذا يتم اكتشاف ورصد جسيمات جديدة.

اقرأ ايضاً :أول سفينة فضاء سياحية فاخرة في العالم تذكرتها بـ 125 ألف دولار ، التفاصيل الكاملة

تتم عملية تصادم هذه الجسيمات بانابيب ممتدة تحت الأرض على شكل اسطوانة طولها 27 كيلومتر تقع في المنطقة الحدودية بين سويسرا وفرنسا بالقرب من جنيف ، وتتكون من الاف المغانط فائقة التوصيل مع عدد من الهياكل المتسارعة لمضاعفة طاقة الجسيمات على طول الطريق والهدف من المغانط هو توجيه الجسيمات بالقرب من بعض لزيادة فرص التصادم لان الجسيمات صغيرة جدا ، يُشبّه العاملين في سيرن العملية هذه ببندقية تطلق ابرتين على بعد 10 كيلومتر باتجاه بعض لغرض اصطدامهما  ببعض بمنتصف المسافة بالضبط ، عمل كهذا يجب ان يكون بمنتهى الدقة.

وعن طريق مصادمات هذه الجسيمات استطاع العلماء ان يتوصلوا الى اكتشاف هيكز بوزون الذي تكلمنا عنه مسبقا ، وكل هذا كان قد حصل في اول دورة لمفاعل سيرن الذي كان يعمل بأقل طاقة وقتذاك ، وبعد ذلك توقف المفاعل لفترة معينة وتمت اجراء صيانات على المفاعل ، وعاد الى العمل بطاقة اكثر بقليل.

في عام 2018 استطاع المفاعل ان يلقي نظرة جديدة على تركيب البروتون او شكل مكونات البروتونات ، وكيف تتفاعل معها جسيمات بوزون هيكز وتنهار وتتحلل بعد هذه التفاعلات ، ساعة ذاك كان هذا الاكتشاف هائلا أيضا ونال حفاوة علمية كبيرة على مستوى العالم ، وكان كل هذا لا يعتبر شيئا بالنسبة لما هو قادم ، لان كل ما عملوه سابقا لا يعتبر الا 10% فقط من اجمالي المعلومات التي من المفترض ان يحصل عليها مختبر سيرن.

وعندما حل عام 2019 انتهت الدورة الثانية توقف المفاعل مرة أخرى ، وبدأت تطورات وصيانات واصلاحات جديدة للمفاعل لزيادة كفائته وزيادة مقدار الطاقة التي يستطيع من خلال استعمالها زيادة قابلية رصده ودقته.

وقبل عدة أيام وتحديدا يوم 5 يوليو 2022 بدأت الدورة الثالثة من عمل المفاعل ، بطاقة مقدارها اكثر من 13.6 تيرا الكترون فولت TeV) ) ، وفيما لو انك لم تستوعب مقدار الطاقة هذا فأنه بكل بساطة يعادل اكثر من طاقة الدورتين السابقتين مجتمعتين ، ما عدا أنه من المتوقع في الدورة هذه ان مستشعرات سيرن وهي ( أطلس ) و ( سي أم أس ) ستتمكن من رصد قدر من التفاعلات الذرية اكثر من اجمالي قدر التفاعلات التي تم رصدها من الدورتين السابقتين مع بعض ، كما ان مقدار المعلومات التي سيتم جمعها سيكون اكثر بعشرة أضعاف من المرتين السابقتين ، وكل هذا يشكل منه جزء كبير لكشف لغز من الغاز الفيزياء الحديثة ، ولحد الساعة هذه لم يستطع احد من العلماء ان يدرك كنهها او ماهيتها ، وهي المادة المظلمة ( Dark Matter ) وهذه لو انك لم تسمع بها من قبل ، فهي نوع من المادة الخفية والغير مرئية على الرغم من ان كون

نا يتكون 27% من هذه المادة المظلمة ، كما أن الطاقة المظلمة ( Dark Energy )  التي تشكل 68% من الكون ، أي أن كل الكون الذي نعرفه ونراه باعيننا وكل النجوم والكواكب والمجرات والثقوب السوداء التي تقبع داخله لا تُشكل اكثر من 5% من أجمالي الكون الموجود فعلا ، ولم يستطع أحدا أن يرصد المادة والطاقة الخفية الغامضة هذه على مدى عقود من الزمن ، وهو هذا ما يصبو اليه مفاعل سيرن هذه المرة.

يتكون البنتاكوارك الجديد ، الموضح هنا كزوج من الهادرونات المعيارية المرتبط بشكل غير محكم في بنية تشبه الجزيء ، من كوارك ساحر وكوارك ساحر مضاد وكوارك علوي وسفلي وكوارك غريب (المصدر: CERN)

اقرأ ايضاً :دراسة مثيرة للجدل: التستوستيرون قد يعزز السلوك الودي لدى الذكور!

والمبهر كذلك ان في يوم 6 يوليو أي بعد يوم واحد فقط من بداية رجوع سيرن الى العمل ، اقام الفريق العلمي المسؤول عن تشغيله مؤتمرا صحفيا وأعلنوا أنهم أكتشفوا ثلاثة جسيمات ذرية جديدة تم رصدها لأول مرة في تاريخ فيزياء الجسيمات ، وهذه الجسيمات هي أنواع مختلفة من الكواركات ، التي هي أساسا عبارة عن جسيمات أولية يتكون منها جسيمات اكبر منها تسمى الهادرونات ( Hadrons ) وهذه تكون اما بروتونات او نيوترونات.

يتم توضيح رباعي الكواركات الجديدتين هنا كوحدات مفردة من الكواركات المرتبطة بإحكام. يتكون أحد الجسيمات من كوارك ساحر وكوارك مضاد غريب وكوارك علوي وكوارك مضاد سفلي (يسار) والآخر مكون من كوارك ساحر وكوارك مضاد غريب وكوارك مضاد علوي وكوارك سفلي (يمين) (المصدر: سيرن)

اما الكوراكات بصورة عامة تتكون من جسيمات دقيقة هي النكهات ( Flavors ) ويبلغ عددها ستة ، وهي بالترتيب ( علوي ، سفلي ، جذاب ، غريب ، قمي ، قعري ) ( Up , Down , Charm , Strange , Top , Bottom ) والنكهات هذه تتجمع مع بعضها البعض بشكل مجموعات ، اثنين منها او ثلاثة على الأكثر ، لتكوّن الكوراكات ، وهذا الامر هو الطبيعي في كل الكوراكات في عموم الكون ، ولكن الغريب والجديد ان الجسيمات الجديدة المكتشفة هي نوع من الكوراكات تدعى بنتاكوراك ونوعين من التتراكوراك وهذه بدورها متكونة من مجموعات من اربع او خمس كوراكات كاملة ، شيئا جديدا تماما في فيزياء الجسيمات ، حيث لم يستطع أحدا رصدها بشكل مباشر منذ وقت افتراض وجودها قبل نحو 60 سنة ، وهذه كانت اول مرة يتم رصدها ورؤية دلائل على وجودها وشكلها ، كله كان بفضل مصادم الهادرونات سيرن.

على الرغم من انها لم تكن المرة الأولى لمفاعل سيرن ان يكتشف بها هذه الأنواع من الكواركات ، الان انها المرة الأولى التي تكون فيها الكوراكات الغريبة هذه متكونة من مجموعات غير مألوفة من نكهات مختلفة عما هو طبيعيا الذي كان مرصودا قبل هذا ، اكتشاف وجود هذه الجسيمات سوف يساعدنا أخيرا على تصميم موديل ( نموذج ) لكيفية تكوّن الجسيمات الأولية وهذا سوف يساعد مع الوقت في تطوير علم فيزياء الجسيمات ككل بشكل اكثر مما نتخيل ، وسوف يعطينا القدرة على تصميم ابتكارات تكنولوجية جديدة مختلفة عن كل ما كنا نعرفه قبل ذلك.

اقرأ ايضاً :اكتشاف نوع غريب من النجوم مغطى برماد إحتراق الهيليوم

وعلماء وخبراء الفيزياء في كل العالم الان يتابعون بشغف هذه التجارب والنتائج المبهرة وهم متحمسون للغاية لان المفاعل فيما لو وصل الى مبتغاه في دورته الثالثة على التوالي ، فانه سيكون بداية عصر جديد من فيزياء الجسيمات ويفتح امامنا الباب لرصد أشياء في الكون لم يكن بشرا في التاريخ قد اثبت وجودها لحد هذه اللحظة التي تقرا فيها المقال.

ولكن المشكلة ان ما يروج له الان من قبل الصحافة والاعلام ومن قبل الكثير من الناس وبعض العلماء من مختلف الأماكن انه مع بداية تشغيل مفاعل سيرن بهذه الطاقة الهائلة هذه المرة فانه على وشك صنع فجوات حقيقة في الواقع نفسه والذي من الممكن ان يدمر الكون بالكامل ، ومن اشهر العلماء الذين حذروا من هذه التجارب هو العالم ستيفن هويكنغ والذي يعتبر واحد من ابرز علماء الفيزياء النظرية وعلم الكون في التاريخ ، وقال ان هذه التجارب التي تجري في مفاعل سيرن خطيرة للغاية ومن الممكن ان تؤدي لحدوث ثقب اسود في كوكب الأرض وتسبب دمار وفناء الكون كله ، كل هذا لان هويكنغ لاحظ ان جسيم هيكنز بوزون غير مستقر مطلقا وهذا مايعرض الكون لحدوث فاكيوم او تفريغ للضغط على شكل فقاعات من الفراغ والتي تتمدد بسرعة الضوء وهذا ممكن حصوله في أي وقت ولم يكن بوسعنا وقتذاك ان نتدارك حدوثه قبل ان تحل الكارثة ، كارثة كهذه تمثل وكأن الكون كله دخل في ثقب اسود.

هذا فيما عدا ان الكثير من الناس يرفضون ما يحصل في مفاعل سيرن بسبب توقع حدوث "تأثير مانديلا" ، وهو باختصار عبارة عن ظاهرة غريبة تجعل الملايين من الناس تتشارك بنفس الذكريات الغير حقيقية ويكونوا متاكدين من انهم قد شاهدوها وعاشوا لحظاتها رغم انها لم تحصل أصلا ، والامثلة على هذا التاثير كثيرة ، اشهرها هو ان العديد من الناس الذي كانوا يعتقدوا ان الزعيم الافريقي العظيم نيلسون مانديلا قد مات في السجن في الثمانينات ومتاكدين من انهم قد شاهدوا جنازته وقتها على شاشات التلفزيون ويتفاجوا عندما يدركوا ان نيلسون مانديلا لم يمت في السجن في الثمانيات اصلا ، ولكنه خرج من السجن وعاش بعدها لفترة طويلة وتوفي عام 2013. هذه الحادثة هي الاولى التي قام العلماء بتفسير حدوثها بسبب التداخلات التي تحدث بسبب ما بين الاكوان المتوازية ، ولذلك سميت بـِ "تأثير مانديلا".

والكثير من الناس ذكروا ان لديهم ذكريات من الكثير من الأشياء بانهم قد شاهدوها ومتاكدين من حصولها رغم انها في الواقع غير حقيقة ، احد تفسيرات العلماء لهذه الظواهر العجيبة ان التجارب التي تجري في سيرن هي السبب في هذه الذكريات الزائفة الجمعية التي سكنت عقول الملايين من الناس ، وهذا لان التصادمات الذرية العنيفة في سيرن تتسبب بعمل فجوة بين العوالم والابعاد والاكوان الموازية الينا ، ومن خلال هذه الفجوة تسربت الينا ذكريات واحداث أخرى وتاريخ كامل جديد وغير معروف بالنسبة الينا ، واحتل مكان التاريخ الذي كنا نعرفه في عالمنا الحقيقي عند بعض الناس ، يعني من الممكن ان يكون هناك كون موازي الينا فيه نيلسون مانديلا كان قد مات فيه بالفعل في الثمانينات في السجن ، وبسبب الفجوة التي حصلت بيننا وبين الكون الموزاي لنا ، حصل تداخل للمعلومات عند بعض الناس في عالمنا مع كون موازي آخر!

بالطبع ان ماذكرناه يعتبر افتراضات وتكهنات لحد الان وقد يكون فيه ضرب من الوهم والخيال ، ولكن تخيل ما الذي سيقوله الناس المؤمنين بنظرية المؤامرة حول الدورة الجديدة التي بدئها سيرن هذه المرة خصوصا وان هذه المرة سيستخدم طاقة اكبر من مقدار الدورتين السابقتين مجتمعتين باضعاف المرات ، بالتأكيد سوف يكون الموضوع بالنسبة لهم مخيفا ومرعبا.

ولكن بغض النظر عن كل ما سبق من اقاويل ونظريات فان من المثير فعلا ان مفاعل سيرن هذه المرة على اعتاب اكتشاف وبداية عصر جديد في فيزياء الجسيمات سيكون اغرب  واكبر من أي شيء سمعنا به او قرأناه قبل هذا ويثبت لنا ان مسيرة التطور العلمي والطموح البشري لا يتضمن شيئا نهائيا أو مؤكدا ، الشيء الوحيد المؤكد اننا نعيش في عصر مذهل فعلا وغير مدركين بمدى حضوضنا الإيجابية التي تحصل في فترة حياتنا ونشهدها أولا بأول.

المصادر:

https://home.cern/news/news/physics/l... 

https://www.ukri.org/news/large-hadro... 

https://www.manchester.ac.uk/discover... 

https://science.nasa.gov/astrophysics... 

https://home.cern/news/news/physics/l... 

https://www.manchester.ac.uk/discover... 

https://phys.org/news/2022-07-cern-to...