يُعتبر مصادم الهادرون الكبير (LHC) بمثابة مُسرِّع الجسيمات العظيم التالي الذي سيمنحنا أفضل فرصتنا حتى الآن لاكتشاف جسيم التبادل الوهمي (أو البوزون) لحقل هيجز. سيكشف اكتشاف (أو لا) بوزون هيجز عن العديد من الأسئلة حول كوننا ، ويمكن أن يحدث ثورة في فهمنا للعالم الكمي.
لكن هناك مشكلة. لم يتم جدولة المصادم LHC حتى سبتمبر 2009 (عام كامل بعد المحاولة الأخيرة) ولا يتوقع حدوث تصادمات الجسيمات حتى أكتوبر. حتى ذلك الحين ، لن يكون من المحتمل حدوث تصادمات عالية الطاقة حتى عام 2010 ، تاركًا المجال مفتوحًا على نطاق واسع لمنشآت التسريع المتنافسة لمضاعفة جهودها في تحقيق هذا الاكتشاف التاريخي قبل دخول LHC عبر الإنترنت.
يعد Tevatron ، في مختبر Fermi National Accelerator (Fermilab) في إلينوي ، حاليًا أقوى مسرع في العالم ، وقد صقل تصادمات الجسيمات عالية الطاقة كثيرًا ، لدرجة أن العلماء يقدرون أن هناك فرصة بنسبة 50 ٪ لاكتشاف بوزون هيغز بحلول نهاية عام 2009…
إذا كانت هذه منافسة بين الولايات المتحدة وأوروبا لاكتشاف جسيم هيجز ، فإن Tevatron سيكون له ميزة واضحة. على الرغم من أنه قديم (تم الانتهاء من التكوين الأول في عام 1984) ، ومن المقرر أن تحل محله المصادم LHC في عام 2010 ، فإن Tevatron هو مسرع جسيمات مثبت مع سجل حافل للإعجاب. تم تحسين تقنيات وتكنولوجيا المسرعات ، مما يجعل روتين اصطدام هادرون عالي الطاقة روتينياً. ومع ذلك ، يحرص علماء فيرميلاب على التأكيد على أنهم لا يحاولون التغلب على المصادم LHC في البحث عن بوزون هيجز.
“نحن لا نتسابق في CERN"قال مدير Fermilab ، بيير أودون. يشير إلى أن هناك الكثير من العمل التعاوني بين Fermilab و CERN ، وبالتالي فإن جميع العلماء ، بغض النظر عن القارة التي هم فيها ، يعملون جميعًا نحو هدف مشترك. في الواقع ، أشك في أن هذا هو الحال. عند البحث عن واحدة من أكثر الجوائز المرغوبة في فيزياء الكم الحديثة ، يكون الأمر أكثر من حالة "كل مختبر لنفسه". وقد أكد العلماء في Fermilab ذلك قائلين إنهم "تعمل ذيولها"تحليل البيانات من تيفاترون.
“بشكل غير مباشر ، نحن نساعدهم، "يقول ديمتري دينيسوف ، DZero (أحد المتحدثين عن أجهزة الكشف عن تيفاترون) ، عن منافسته الأوروبية. "إنهم بالتأكيد يشعرون بالحرارة ويعملون بجد أكبر.”
لكي يكتمل النموذج القياسي ، يجب العثور على جسيم هيجز. إذا كان موجودًا ، فقد وضع الفيزيائيون الحدود العليا والدنيا على كتلته المحتملة. يقف عند قيمة بين 114 و 184 GeV ، وهذا ضمن حساسية كاشفات Tevatron. يجب أن تكون مسألة وقت حتى يتم اكتشاف جسيم هيجز ، وقد حسب الفيزيائيون أنه إذا كان من الممكن إنشاء جسيم هيجز أثناء اصطدام تيفاترون بروتون-بروتون عالي الطاقة. إنهم يعطون حتى تيفاترون فرصة بنسبة 50:50 لاكتشاف جسيمات هيجز بحلول العام الجديد.
في الصيف الماضي ، ركزت كلتا تجربتي الجسيمات الرئيسية (CDF و DZero) على الكشف عن جزيئات Higgs بكتلة 170 GeV (عند هذه القيمة سيكون من السهل اكتشاف الجسيم من ضوضاء الخلفية). ومع ذلك ، لم يتم الكشف عن جسيمات هيجز. الآن سيقوم الفيزيائيون بتوسيع البحث فوق وتحت هذه القيمة. لذلك ، إذا كان بوزون هيجز موجودًا ، فسيكون من المفيد إذا كان لديه كتلة قريبة قدر الإمكان من 170 جيف. تشير التقديرات إلى بوزون 150 GeV Higgs استطاع سيتم اكتشافه في وقت مبكر من هذا الصيف ، قبل إصلاح LHC. إذا كانت كتلة بوزون هيجز حول علامة 120 جيف ، فقد يستغرق علماء تيفاترون حتى عام 2010 للتحقق مما إذا تم الكشف عن بوزون هيجز.
المصدر: عالم جديد
