بوزون هيغز أو جسيم هيغز والذى كان إكتشافه نقلة نوعية في عالم الفيزياء الكمية

قبل الاستطراد في الحديث عن بوزون هيغز أو جسيم هيغز نقوم بتعريف هذا الجزىء أو البوزون الغامض .

قد يهمك أيضا

تعرف علي علم الفلك الراديوي و خطوط فراونهوفر ببساطة

تعريف بوزون هيغز :

جسيم هيغز
جسيم هيغز

و بوزون هيغز هو أحد الجسيمات النووية المقترحة التى إفترض وجودها العالم الإسكتلندى بيتر هيجز…وهو مسئول عن كتلة Rest Mass بقية الجزيئات النووية الأخرى.

يعنى ببساطة كده….الكون عبارة عن نقط لها كتلة (الجسيمات النووية)….ويوجد بينها فراغ مطلق

المشكلة التى تؤرق العلماء ومازالت :

لماذا تتجمع الكتلة تحديدا فى أماكن معينة دون الأماكن الأخرى؟

وفى أربعينات القرن الماضى…ظهر للوجود نظرية تدعى Quantum Electrodynamic أو QED
وفيها إفترض ريتشارد فاينمان وتوماناجا وجود فوتونات إفتراضية فى كل نقطة فراغ بين كل إلكترون والإلكترون أو البروتون المجاور له فى نواة الذرة

طيب ما الحكمة وما معني فوتون افتراضي ؟

 فوتون افتراضي
فوتون افتراضي

الحكمة إن الإلكترون بيشعر بشحنة الجسيم الذى بجواره دونما إتصال بينهما….الإتصال الوحيد هو ما يعرف بالمجال الكهرومغناطيسى بينهما…..والمجال ده عبارة عن نقط فى الفراغ يظهر ويختفى فيها فوتونات إفتراضية بين الإلكترون وما حوله
يبقى الفوتون الإفتراضى….يظهر من العدم ويختفى فى العدم !!!!

لماذا يختفى الجسيم :

لإن الجسيم حتى يكون أساسى فى الكون…لابد أن يدفع الكون طاقة مقابل أن يكون لهذا الجسيم وجود !!

ذكرنا أن العلماء لخصوا القوى الفيزيائية فى 4 قوى أساسية..وقلنا إن كل قوة لها نواقل القوة الخاصة بها وقسمنا الجسيمات..وقلنا إن الفراغ لابد أن يبذل طاقة لتولد جسيم ما.
وقلنا إن مفيش مشكلة الجسيم يتولد ويختفى طالما لم يخسر الفراغ شيئا !
وعرفنا كمان إن كلما كان الجسيم كبير الكتلة…كلما إحتاج الفراغ طاقة كبيرة لتولده..كلما ندر تكون الجسيم ..

التقلبات الكمية:

العالم ديراك كان توصل فى معادلات خاصة بيه ربط بين الكم والنسبية ومبدأ عدم اليقين…توصل إنه لو عندنا نقطة ما فى فراغ كمى..وطبقا لقانون بقاء الطاقة…ممكن يتولد جسيم إفتراضى ونقيضه من اللاشئ..وبعدين يختفوا ثانية..وتظل هذه العملية هكذا…حتى عند حد معين أو بعد معين من هذه النقطة..يحصل تقلب كمى تتحول الطاقة المتولدة من الفراغ فيه إلى جسيم أساسى ، يعنى كأننا حطمنا قانون بقاء الطاقة وكونا من اللاشئ الفراغى جسيم أساسى.

الجسيمات الإفتراضية :

الجسيمات الإفتراضية هى جسيمات كمية..توجد لزمن محدود جدا … ثم تختفى مرة أخرى..وكونها جسيمات كمية فبالتالى تخضع لمبدأ عدم اليقين…وكمان تخضع لقانون بقاء الطاقة وتظل على هذا الوضع حتى يحدث التقلب الكمى وتتحول فجأة إلى جسيم أساسى.

ما الذى يجعل الشحنات تعرف بعضها فتتجاذب أو تتنافر بدون تلامس ؟

كان فى رأى علماء الفيزياء النووية …السبب فى كده وجود مجال من الجسيمات الإفتراضية …بين الشحنات أو الأقطاب المغناطيسية…فخطوط الفيض المغناطيسى ما هى إلا فوتونات إفتراضية..تتناوب الظهور والإختفاء فى الفراغ الكمى بين القطبين المغناطيسين.

كمان السبب فى قانون كولوم هو المجال الكهربى الناشئ بين الشحنتين.. نتيجة فوتونات إفتراضية بينهما….وفى حالة القوة النووية القوية..الجسيمات التى تربط البروتونات إسمها جلونات…وجسيمات القوة النووية الضعيفة .

تلك النظرية تدعي نظرية النظرية المجالية الكمية…Quantum Field Theory أو النظرية الكميةلكهروديناميكية Quantum Electrodynamic Theoty أو QED

تعريفها :

هى عبارة عن نظرية كمية نسبية لفهم سر التجاذب الكهروديناميكى بين الشحنات الكهربية…
إختصار النظرية اللطيفة دى إن إجمالى الشحنة اللى إحنا بنحسبه على الإلكترون ده ناتج من إجمالى الأجزاء الناشئة من التفاعلات الكمية بين الجسيمات الإفتراضية قبل تكوين الإلكترون !!

يتكون بوزيترون وإلكترون إفتراضى بين الأساسيين ويحدث تجاذب بين كل زوج ثم يتحلل الجسيمات الإفتراضية وتتكرر تلك العملية حتى تتراكم الشحنة الموجبة على البروتون والسالبة على الإلكترون ويشعر كلا منهما بوجود آخر…مجال كمى

بحسب نموذج الإنفجار العظيم…الجسيمات الإفتراضية فى المجال الكونى الأولى نشأ عنها تقلبات كمية…نشأ عنها الباريونات أو المادة التى لها كتلة أو شحنة !!