هل اقتربت نهاية عصر الجسيمات في الفيزياء؟

لقد كان اكتشاف بوزون هيغز عام 2012 نقطة تحول كبيرة لفيزياء الجسيمات، فقد قام باكمال ما يعرف بالنموذج المعياري لفيزياء الجسيمات. ولكن هذا النموذج لايستطيع الإجابة على كل الاسئلة في الفيزياء، لذلك فإنه منذ هذا الاكتشاف في مصادم الجسيمات الهايدروني الكبير والعلماء دؤوبون على البحث عن فيزياء تتجاوز النموذج المعياري، وذلك لتحديد الطريق التي ستأخذه مستقبلًا.

تقترح ورقة صدرت في المجلة الفيزيائية الأوروبية من قبل روبرت هرلندر وجين فيليب مارتينز من معهد فيزياء الجسيمات النظرية وعلم الكونيات من جامعةRWTH أخِن في المانيا ومن قبل روبرت شيمان من كلية الإنسانيات والدراسات الثقافية من جامعة فوبَرتال في المانيا أن فيزياء الجسيمات قد تكون على حافة عصر جديد من الاكتشاف والفهم. تقترح الورقة أيضًا فكرة أخذ العديد من السيناريوهات المحتملة لمستقبل الفيزياء عالية الطاقة بعين الاعتبار.

يقول مارتينز “لقد ظهر مفهوم الجسيم خلال القرن السابق باعتباره أساسيًا في مجال الفيزياء. فقد خضع لتطور ملحوظ عبر الوقت، وهذا ما فتح أفقا جديدًا لملاحظة الجسيمات، وبالتالي لاكتشاف جسيمات جديدة. حاليًا يتطلب ملاحظة جسيم أن يكون متماشيًا مع قوانين الحركة الكلاسيكية (on shell).

شرح مارتينز أن لفظة (on shell) تطلق على الجسيم إذا اجتمعت كتلته وطاقته وزخمه بطريقةٍ ما ((E²=m²c⁴+p²c². بمفهومنا الحالي لاكتشاف جسيم جديد، يتطلب أن يوجد هذا الأخير في التجربة في حالة “on shell” حتى ولو لوقت قصير.

ناقش مارتينز والكتّاب الآخرين في الورقة بأنه قد تكون كل الجسيمات الجديدة ثقيلة جدًا على أن توجد في حالة (on shell)، وهذا يعني أنه سيكون على فيزياء الجسيمات أن تمر بخطوة تطورية أخرى في ملاحظة الجسيمات وحتى في مفهوم الجسيم نفسه.

وتابع مارتينز أن “فيزياء الجسميات تمر حاليًا بمرحلة خاصة جدًا”، وأنه “ما زال علينا أن نواجه احتمال أن عصر اكتشاف الجسيمات كما نعرفه اليوم قد انتهى. نحن نظهِر أن فيزياء الجسيمات قد مرّت بالعديد من المراحل التطورية، ونزعم أن مرحلة جديدة قد تكون أمامنا مباشرة. ولكن كما هو الحال مع التطورات القديمة، إن مثل هذا التغيّر سيأتي غالبًا من فيزياء الجسيمات نفسها”.