العالم على أعتاب كشف جديد في ملكوت الفيزياء الفلكية

فيما انهمك اثنان من الفنيين في فحص التوصيلات الكهربية لمغناطيس عملاق أوضح مارك جوليت الباحث بالمنظمة الأوروبية للأبحاث النووية (سيرن) أنه يرى أن مهمتهما تكتسب أهمية بالغة في سبيل الوقوف على الأحداث التي تلت الانفجار العظيم الذي نشأ عنه الكون قبل 13.7 مليار عام.
وقال جوليت وهو يشير إلى مصادم الهدرونات الكبير في المختبر الأوروبي لفيزياء الجسيمات مترامي الأطراف والواقع في منطقة الحدود السويسرية الفرنسية المشتركة قرب جنيف وعلى عمق مئة متر تحت الأرض (عندما تنتهي أعمال التركيبات سنكون على أعتاب كشف جديد في ملكوت الفيزياء الفلكية).
ومصادم الهدرونات الكبير مجمع ضخم من المغناطيسات الحلقية العملاقة والأجهزة الإلكترونية المعقدة والحاسبات وتكلف إنشاؤه عشرة مليارات دولار ويصل عمره الافتراضي إلى 20 عاما.
وأنشىء المصادم قبل خمس سنوات فقط ولكن بعد إماطة اللثام عن الحلقة المفقودة التي تفسر ألغازا كونية ظلت تحير العلماء قرونا يدخل المصادم مرحلة تستمر عامين لإعادة تأهيله بغية مضاعفة قدرته على أمل فتح آفاق جديدة في علوم الفلك.
ويتوقع بعض العلماء أن يتمكن المصادم بعد إعادة تأهيله من التعرف على طبيعة المادة المعتمة التي تشغل الفراغ المحيط بالكواكب والنجوم والمجرات فيما يرى آخرون أنهم قد يعثرون على جسيمات غير معروفة من قبل أو مؤشرات على أن الكون له أكثر من ثلاثة أبعاد.
والمادة المعتمة تعبير أطلق على مادة افتراضية لا يمكن قياسها إلا من خلال تأثيرات الجاذبية الخاصة بها والتي بدونها لا تستقيم حسابيا العديد من نماذج تفسير الانفجار العظيم وحركة المجرات. ويرجح أن المادة المعتمة تشكل حوالي 27 في المئة من مادة الكون الكلية، فيما تمثل الطاقة المعتمة - التي يعتقد أنها مسؤولة عن تمدد الكون واستمرار حركته - حوالي 70 في المئة من كتلة الكون.
وبعد النجاحات المبكرة التي حققها خبراء الفيزياء التجريبية في سيرن يراودهم الأمل الآن في ارتياد عوالم جديدة مثيرة خلال العقد الحالي. ومن أجل تحقيق هذا الهدف يعكف مئات المهندسين والفنيين في إعداد المصادم لمواصلة أضخم تجربة علمية في العالم لإحداث تصادم بين حزمتي جسيمات من البروتونات تسيران في اتجاهين متقابلين وفي مسار بيضاوي داخل نفق طول محيطه 27 كيلومترا في مصادم الهدرونات الكبير وبكم طاقة هائل وسرعات تقترب من سرعة الضوء لمحاكاة الظروف التي أعقبت الانفجار العظيم الذي نشأ عنه الكون.
وبحلول عام 2015 يكون المصادم قد ضاعف قدرته ليغزو عوالم الجسيمات المكونة للمادة. وقال سايمون بيرد كبير المهندسين في سيرن وهو يشرح مكونات النفق الواقع عند سفح جبال جورا (إنها مهمة عظيمة. يتعين فحص جميع التوصيلات وتقويتها خلال مرحلة إغلاق المصادم).
وبعد عشرة أيام فقط من تدشين المصادم لأول مرة عام 2008 أدى تسرب لغاز الهيليوم والانفجار الناجم عنه إلى إتلاف بعض محتويات النفق واستغرقت عمليات الإصلاح عامين. وقال بيرد (علينا أن نتيقن عدة مرات من ألا يتكرر ذلك).
وعلى الرغم من هذه الانتكاسة وفي غضون عامين من العمل الدؤوب الذي شارك فيه عشرة آلاف متخصص في شتى أنحاء العالم في تحليل كم هائل من البيانات الخاصة بالجسيمات الناشئة تمكن المصادم في الصيف الماضي من رصد جسيم بوزون هيجز.
وركز العلماء في تجاربهم المستفيضة هذه على التعرف على كيفية نشوء المادة وما يعرف بضديد المادة وما إذا كان هناك وجود لما يعرف نظريا باسم بوزون هيجز وهو جسيم افتراضي قال عالم الفيزياء الأسكتلندي بيتر هيجز قبل ثلاثة عقود من الزمن إنه يساعد على التحام المكونات الأولية للمادة ويعطيها تماسكها وكتلتها.
وقالت بولين جانيون عالمة الفيزياء الكندية في سيرن إن الكشف الخاص بجسيم بوزون هيجز يمثل (اللبنة الأخيرة في صرح مفهومنا للكون) ولمفهوم النموذج المعياري (القياسي) الذي وضع قبل ثلاثة عقود من الزمن.
وتقوم نظرية النموذج المعياري التي طرأت عليها تعديلات في الستينيات والسبعينيات على الدمج بين ثلاث من القوى الأساسية في الطبيعة وهي القوة النووية الشديدة والقوة النووية الضعيفة والقوة الكهرومغناطيسية مع الاستعانة بنظرية الكم والنظرية النسبية الخاصة لأينشتاين بغية صياغة نظرية متكاملة لسبر أغوار الكون.
وقالت جانيون (وبعد مضاعفة قدرة مصادم الهدرونات الكبير سنبدأ في فحص ما نعتقد أنه ماوراء هذا النموذج ونحن نتعشم دوما أن يتضح أمر لم يكن يتوقعه أحد).