مصر البلد الاخبارية
جريدة - راديو - تليفزيون
رئيس مجلس الإدارة:
السيد حمدي
المشرف العام:
مصطفى عيد
رئيس التحرير:
كمال سعد

الجمعية الفلكية بجدة :إكتشاف جسيم إستثنائي على سطح طاولة

قالت الجمعية الفلكية بجدة عبر صفحتها على “الفيس بوك” أن الباحثون اكتشفوا جسيمًا جديدًا نسبياً مغناطيسيًا لبوزون هيغز. ففي حين أن اكتشاف بوزون هيغز يتطلب قوة هائلة لتسريع الجسيمات لمصادم الهادرون الكبير ، تم العثور على هذا الجسيم الذي لم يسبق رؤيته – والذي أُطلق عليه اسم بوزون هيغز المحوري – باستخدام تجربة على سطح طاولة مطبخ صغيرة، ويمكن لهذا الجسيم المكتشف أن يفسر المادة المظلمة.

ويختلف بوزون هيغز المحوري عن بوزون هيغز ، الذي تم اكتشافه لأول مرة بواسطة كاشفات ATLAS و CMS في مصادم الهدرونات الكبير منذ عقد مضى في عام 2012 ، لأنه يحتوي على لحظة مغناطيسية ، وقوة مغناطيسية أو اتجاه ينتج عنه مجال مغناطيسي، ولذلك فإنه يتطلب نظرية أكثر تعقيدًا لوصفه من نظريته غير المغناطيسية التي تمنح الكتلة.

في النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات تظهر الجسيمات من مجالات مختلفة تتخلل الكون ، وتشكل بعض هذه الجسيمات القوى الأساسية للكون.

على سبيل المثال ، تتوسط الفوتونات في الكهرومغناطيسية ، وتتوسط الجسيمات الضخمة المعروفة باسم بوزونات W و Z القوة النووية الضعيفة ، التي تتحكم في الانحلال النووي عند المستويات دون الذرية. عندما كان الكون شاباً وساخنًا ، كانت الكهرومغناطيسية والقوة الضعيفة شيئًا واحدًا وكانت كل هذه الجسيمات متطابقة تقريبًا.

عندما برد الكون انقسمت القوة الكهروضعيفة مما تتسبب في اكتساب البوزونات W و Z كتلة وتكون مختلفة تمامًا عن الفوتونات ، وهي عملية أطلق عليها علماء الفيزياء “كسر التناظر” لكن كيف أصبحت بالضبط هذه الجسيمات الوسيطة ضعيفة القوة ثقيلة جدًا.

اتضح أن هذه الجسيمات تفاعلت مع مجال منفصل ، يُعرف باسم مجال هيغز. أدت الاضطرابات في هذا المجال إلى ظهور بوزون هيغز واعطت بوزون W و Z ثقلهما.

يتم إنتاج بوزون هيغز في الطبيعة عندما ينكسر مثل هذا التناظر ومع ذلك ، عادةً ما يتم كسر تماثل واحد فقط في كل مرة ، وبالتالي يتم وصف هيغز فقط من خلال طاقته، ولكن النظرية وراء بوزون هيغز المحوري أكثر تعقيدًا.

ففي حالة بوزون هيغز المحوري ، يبدو أن العديد من التناظرات مقطوعة معًا ، مما يؤدي إلى شكل جديد من النظرية لوضع هيغز [التذبذبات المحددة لحقل كمي مثل حقل هيغز] الذي يتطلب معايير متعددة لوصفه: على وجه التحديد ، الطاقة والزخم المغناطيسي.

وصفت الدراسة التي نُشرت يوم الأربعاء (8 يونيو 2022) ابن عم هيغز المغناطيسي الجديد في مجلة نيتشر ، أن بوزون هيجز الأصلي لا يقترن مباشرة بالضوء ، مما يعني أنه يجب يتم إنشاؤه عن طريق تحطيم الجسيمات الأخرى مع مغناطيسات هائلة وأجهزة ليزر عالية الطاقة مع تبريد العينات أيضًا إلى درجات شديدة البرودة.

قد يهمك ايضاً:

القوى العاملة : 318 فرصة عمل للشباب من خلال ملتقى توظيف…

بين الاقسام 1

إن تحلل تلك الجسيمات الأصلية إلى أجزاء أخرى هو الذي يظهر بشكل عابر للوجود والذي يكشف عن وجود هيغز.

من ناحية أخرى ، ينشأ بوزون هيغز المحوري عندما تحاكي المواد الكمومية في درجة حرارة الغرفة مجموعة معينة من التذبذبات ، تسمى وضع هيغز المحوري. ثم استخدم الباحثون تشتت الضوء لمراقبة الجسيمات.

لقد وجد العلماء بوزون هيغز المحوري باستخدام تجربة بصرية على طاولة بقياس (1 × 1 متر) من خلال التركيز على مادة ذات مجموعة فريدة من الخصائص، على وجه التحديد ، استخدام ترايتلوريد الأرض النادرة (RTe3) [مادة كمومية ذات بنية بلورية ثنائية الأبعاد]. والإلكترونات في RTe3 تنظم نفسها في موجة حيث يتم تعزيز كثافة الشحنة أو تقليلها بشكل دوري.

يمكن تعديل حجم موجات كثافة الشحنة هذه ، والتي تظهر فوق درجة حرارة الغرفة ، بمرور الوقت ، مما ينتج عنه هيغز المحوري.

نشأ الفريق هيغنز المحوري عن طريق إرسال ضوء ليزر من لون واحد إلى بلورة RTe3. تبعثر الضوء وتغير إلى لون ذي تردد أقل في عملية تُعرف باسم تشتت رامان ، و الطاقة المفقودة أثناء تغيير اللون انتجت هيغز المحوري.

قام الفريق بعد ذلك بتدوير البلورة ووجدوا أن هيغز المحوري يتحكم أيضًا في الزخم الزاوي للإلكترونات ، أو معدل تحركها في دائرة ، في المادة مما يعني أن هذا الوضع يجب أن يكون مغناطيسيًا أيضًا.

في الأصل كان العلماء يدرسون خصائص تشتت الضوء لهذه المادة. عند فحص تناسق الاستجابة بعناية – لملاحظة كيف اختلف عندما تم تدوير العينة – واكتشفوا تغييرات غريبة كانت بمثابة علامات أولية لشيء جديد.

لذلك فهو أول هيغز مغناطيسي يتم اكتشافه ويشير إلى أن السلوك الجماعي للإلكترونات في RTe3 لا يشبه أي حالة سبق رؤيتها في الطبيعة .

كان علماء فيزياء الجسيمات قد تنبأوا سابقًا بهيغز المحوري ، بل واستخدموه لشرح المادة المظلمة ، لكن هذه هي المرة الأولى التي يتم رصده فيها، وهذه أيضًا هي المرة الأولى التي يلاحظ فيها العلماء حالة ذات تناظرات متعددة مكسورة.

يحدث كسر التناظر عندما يصبح النظام المتماثل الذي يظهر كما هو في جميع الاتجاهات غير متماثل. يمكن تخيل هذا على أنه مثل عملة معدنية دوارة لها حالتان محتملتان. تسقط العملة في النهاية على على أحد جانبيها وبالتالي تطلق الطاقة وتصبح غير متكافئة.