CMS تنتهي من فصل رئيسي حول قياسات هيغز

من طرف **Admin** الجمعة أغسطس 08, 2014 11:06 am

الهادرونات الكبير يبذلون جهود مكثفة لقياس الخصائص الجديدة لهذه الجسيمات,وفقاًللنموذج المعياري فإن بوزون هيغز هو الجسيم المرتبط بحقل هيغز والذي يُعتقد انه ينقل الكتلة للجسيمات الأساسية عبر آلية براوت – انغلرت- هيغز.و فبعد الإنتظار أتى الإعلان عن إكتشافه في 2012 كمحطة تاريخية للمصادم الهادروني الكبيرو أدّى الى فوز بيتر هيغز و فرانسوا انغلرت بجائزة نوبل للفيزياء عام 2013.أما الآن فالاسئلة التي تلوح في الأفق هل الجسيم المكتشف هو الجسيم المفترض في النموذج المعياري ام انه مختلف؟ ربما هو واحد من العديد من بوزونات هيغز التي تنتظر ان نكتشفها. ففي مطلع شهر يوليو الفائت أثناء المؤتمر الدولي السابع و الثلاثين حول فيزياء الطاقة العالية في فالنسيا- اسبانيا, تم طرح مجموعة واسعة من نتائج الدراسات الجديدة حول بوزون هيغزمن قبل الفريق العامل في CMS(إحدى الإنشائات التابعة للمنظمة الأوروبية للبحوث النوويةCERN). و الدراسات مبنية على تشغيل كامل بيانات المرحلة 1 من تصادمات البروتون -بروتون (pp collision) في طاقات مركز الكتلة في 7 و 8 تيرا الكترون فولت.

و في ما يلي سنعرض أبرز النتئج التي أفصح عنها الباحثون:

الانحلال الى اثنين من الفوتونات: فكما هو معلوم بوزون هيغز جسيم سريع الانحلال حيث ينحل الى أزواج من الجسيمات الأخفّ حالما يتم انتاجه في مصادم الهادرونات الكبير.أحد الأحتمالات هو إنحلاله إلى فوتونين إثنين.احد مسارات الانحلال للبوزون "قناةالانحلال" يتحول فيها البوزون الى فوتانان اثنان. آخر النتائج حول هذا المسار من الانحلال تظهر ذروة (قمّة) في المنحنى البياني عند (5 سيجما), احتمالية ان تقوم التقلبات العشوائية بإعطائنا قمّة في المنحنى عند هذه القيمة و بثبات الكتلة في غياب البوزون الجديد هي اقل من واحد في ثلاثة ملايين.و وفقاًللمعطيات الجديدة لقد تم قياس كتلة بوزون هيغز بدقّة تصل الى بضعة أجزاء لكل الف,و نتائج أدق- بأربع مرات من حيث نسبة عدم اليقين(Uncertainty) -من سابقاتها.و هو ما يدل على التصميم الخلّاق و البناء الدقيق لأداة الكشف و العمل الدؤوب و المتفاني للفريق المشغل.

دمج قنوات الانحلال، طرق الإنتاج: تحليلات الفوتونان تكمّل قياسات (مرحلة التشغيل 1) بالمعايرة النهائية, مغطيةً الأنواع الخمسة الرئيسية لانحلال بوزون هيغز. هذا يمهد الطريق الى مزيج اولي من جميع قنوات الانحلال التي تمت ملاحظتها لحد الآن, لاستخراج أقصى ما يمكن من المعلومات عن خصائص البوزون الجديد ,و تتضمن اقتراناته بالجسيمات الأساسية. أفضل قيمة من قوة الإشارة تمت ملاحظتها بما يتماشى مع التوقعات في المعيار النموذجي حبث كانت قيمتها تتراوح بين0.13 ± 1.00 . علاوة على ذلك, عندما يتم تحليل البيانات في عمليات الإنتاج المنفصلة و في خصائص الانحلال لبوزون هيغز, لم يتم العثور على اية انحرافات مهمة عن توقعات النموذج المعياري. النتائج مجتمعة تمثل انتصاراً كبيراً, تتويجاً لاربع سنوات من الجهد المضني الذي بدأ مع اول عمليات البحث عن بوزون هيغز في عام 2010.
"بعد نصف قرن من البحث, انه من المبهج حلّ لغز هيغز, بواسطة هؤلاء العمالقة, الذين أعدوا التجارب و الذين نفذو الحسابات المتعلقة بالنموذج المعياري." يقول البروفيسور جيم اسولين, الذي يراس حالياً مجموعة لتحليلات هيغز في CMS.

التكافؤ الدوراني للجسيم:
و أخيراً, لقد تم فحص البنية الدورانية لبوزون هيغز , و كما جرى للمرة الأولى التحقيق بإحتمالية ان يكون الجسيم خليطاً من حالات مختلفة التكافؤ.تماشياً مع منشورات CMS في مجلة "الفيزياء الطبيعية" التي قدّمت أدلة قوية على انحلال بوزون هيغز الى فرميونات, قدمت النتائج الجديدة في التي عرضت في فالنسيا،المزيد من الأدلة التي تدعم إحتمالية أن يكون الجسيم المكتشف في 2012 هو المفترض في النموذج المعياري.من المتوقع،و مع التعديلات و التحسينات الجديدة(رفع طاقة المركز و زيادة التلألؤ) التي أدخلت على المصادم الهادروني الكبير (LHC) ،أن يتم الكشف عن الكثير من المعلومات الجديدة المتعلقة بالجسيم. و يقول أندريه تيكونو مينديس , وهو باحث في سيرن و المتحدث في المؤتمر : "سوف نحتاج للمزيد من البيانات و العمليات الحسابية لجعل الصورة أكثر وضوحاً و استغلال الإمكانات الكاملة لفريق العمل في مصادم الهادرونات الكبير".

بوزون هيغز*: هو جسيم أولي يُظن أنه المسؤول عن اكتساب المادة لكتلتها. و قد تم رصد إشارات لجسيم هيغز عملياً في عام 2011 فيما يعرف بمصادم الهادرونات الكبير. و أعلن مختبر سيرن في 4 يوليو 2012 أنه متأكد بنسبة 99.9999% من وجود بوزون هيغز فعلياً. و قد تنبأ به الفيزيائي الاسكتلندي بيتر هيغز عام 1964 في اطار النموذج الفيزيائي القياسي الذي يفترض ان القوى الأساسية قد انفصلت عند الانفجار العظيم. و يعتقد طبقاً لهذه النظرية ان البوزون (وهو جسيم اولي افتراضي ثقيل) تبلغ كتلته 200 مرة كتلة البروتون وهو مسؤول عن اكساب الجسيمات الأولية كتلتها (الالكترونات و البروتونات و النيوترونات) عن طريق مجال هيغز.

المصادر:
https://www.facebook.com/ThePhysicistsArabic/photos/a.198105126989872.49889.198101773656874/521816761285372/?type=1&theater
http://phys.org/news/2014-07-cms-major-chapter-higgs.html
http://science.howstuffworks.com/higgs-boson.htm