حل معمای کیهان توسط بوزون هیگز

بوزون هیگز و کشف آن نقطه عطفی در تاریخ فیزیک بود. این کشف یک مسئله بنیادی را توضیح می‌دهد: ذرات بنیادی دارای جرم، چگونه جرم خود را بدست آوردند. اما این موضوع می‌تواند چگونگی ارتباط این ذره با کیهان را توضیح دهد. جرم بوزون هیگز ۱۲۵ گیگا الکترون ولت(GeV) براورد شده، این مقدار به طرز شگفت‌انگیزی کم است.

در مقاله‌ای که بتازگی منتشر شده، “رافائل تیتو دی آگنولو” از کمیسیون انرژی‌های جایگزین و انرژی اتمی فرانسه(CEA) و “دانیله ترزی” از مرکز سرن، یک نظریه جدید ارائه دادند که هدفش حل برخی مسائل بنیادی فیزیک است.

به گفته محققان در لحظات اولیه، کیهان مجموعه‌ای شامل تعداد زیادی جهان است که هر کدام مقدار متفاوتی از جرم هیگز دارند. در این مدل چندجهانی، جهان‌هایی با بوزون هیگز سنگین در زمان بسیار کوتاهی در یک بیگ بنگ دچار فروپاشی می‌شوند، در حالی که جهان‌هایی با بوزون هیگز سبک از این فروپاشی جان سالم به در می‌برند. کیهان ما یکی از این “جهان‌های هیگز سبک” است.

همچنین این مدل شامل دو ذره است که طبق پیش‌بینی «مدل استاندارد فیزیک»، می‌تواند خواص تقارن “نیروی هسته‌ای قوی” را توضیح دهد، نیرویی که کوارک‌ها را به پروتون‌ها و نوترون‌ها و همچنین پروتون‌ها و نوترون‌ها را به هسته‌های اتمی متصل می‌کند.

اگرچه نظریه “نیروی هسته‌ای قوی” که “کرومودینامیک کوانتومی” نیز نامیده می‌شود یک شکست احتمالی در برهمکنش‌های قوی به نام تقارن CP را پیش‌بینی می‌کند، چنین شکستی در آزمایش‌ها مشاهده نمی‌شود. یکی از ذرات جدید در این مدل می‌تواند این مسئله را حل کند و برهمکنش‌های قوی CP را متقارن سازد. همچنین این ذرۀ جدید می‌تواند وجود “ماده تاریک” را توضیح دهد.

البته هنوز تأیید نشده که آیا مدل جدید یا هر یک از مدل‌های دیگری که برای توضیح جرم بوزون هیگز یا مسئله‌ی تقارن CP پیشنهاد شده‌اند، کارآمد هستند یا خیر. “ترسی” می‌گوید: «هر مدل مزایا و محدودیت‌های خاص خود را دارد. مدل ما ماندگار است زیرا ساده و عام است و این دو معمای به ظاهر غیرمرتبط را یکباره حل می‌کند.» به گفته محققان تنها زمان و داده‌ها نشان خواهند داد که این مدل یا سایر مدل‌ها درست هستند یا خیر. جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Physical Review Letters منتشر شده است.