العلماء اقتربوا من اكتشاف القوة الخامسة للطبيعة
كتب: عاطف عبد الغنى
أعرب تجمعا من 181 عالماً من سبع دول و 33 مؤسسة علمية، بما في ذلك مختبر وزارة الطاقة الأمريكية، عن شكوكاً متزايدةً فى أن هناك حلقة مفقودة في فهمهم للفيزياء، وتتعلق هذه الشكوك فى وجود بعض الجسيمات غير المعروفة أو قوة مجهولة، أثارت هذه الجسيمات تذبذبا غريبا خلال التجربة.
وأحرز العلماء تقدما كبيرا في التجربة التى أجروها على جسيم دون ذري، اطلقوا عليه “ميون-الجيل2 ، Muon-g2 ” وذلك خلال التجربة التى تمت بأحد مختبرات الولايات المتحدة.
وفى تدوينات له على موقع أكس “تويتر سابقا” أكد د. حزام بن سعود السبيعي الحاصل على درجة الدكتوراه في هندسة البرمجيات من “كينجز كولدج، والمشارك فى برنامج كبار التنفيذيين فى جامعة هارفارد، أكد أن الباحثين المشار إليهم سابقا، أعلنوا عن نتائج جديدة بشأن الميون، وهو جسيم مغناطيسي سالب الشحنة يشبه الإلكترون لكنه أكبر بمقدار 200 مرة، توصلوا إليها في تجربة بمختبر فيرمي الوطني التابع لوزارة الطاقة الأميركية بولاية إلينوي.
وأضاف : “حيث أثار اهتزاز غريب لجسيم (دون ذري) يسمى ميون في أثناء التجربة شكوكاً متزايدةً لدى العلماء بأن هناك حلقة مفقودة في فهمهم للفيزياء، ربما تكون قوة مجهولة”.
وواصل د. السبيعى “وبهذا، فإننا قد نكون على حافة عصر جديد في فيزياء الجسيمات و إن القوة الخامسة للطبيعة ممكنة”.
وتاريخيا اعتقد علماء الفيزياء طيلة السنوات الماضية (والكلام مازال للدكتور السبيعى) أن هناك أربعة قوى أساسية تشكل أساس كل التفاعلات المعروفة في الطبيعة هى: الجاذبية، والكهرومغناطيسية، والقوى النووية القوية ، والقوى النووية الضعيفة.
لكن بعض العلماء المعاصرين افترضوا وجود قوة أساسية إضافية أطلقو عليها اسم القوة الخامسة FifthForce وذلك لشرح مختلف الملاحظات الشاذة التي لا تتوافق مع النظريات الفيزيائية الموجودة.
وأصبحت القوة الخامسة خلال العقود الأخيرة موضوع اهتمام العديد من البحوث على اعتبار أن معظم كتلة الكون يتم حسابها بواسطة شكل غير معروف من المادة تسمى ب المادة المظلمة.
ويعتقد معظم الفيزيائيين أن المادة المظلمة هي عبارة عن جسيمات جديده (دون ذرية) غير معروفة، ولكن يعتقدون أنها قد تكون مرتبطة بقوة أساسية غير معروفة حتى الآن.
العلماء وجدوا المزيد من الأدلة على أن الجسيمات دون الذرية ، التي تسمى الميونات ، لا تتصرف بالطريقة التي تنبأت بها النظرية الحالية للفيزياء دون الذرية، ويقولون (بعد التجربة) إنهم ربما يقتربون من اكتشاف وجود قوة خامسة جديدة من الطبيعة.
وتقول “بى بى سى” فى تقرير لها إنه خلال تجربة Muon-g2 قام الباحثون بتسريع الجسيمات دون الذرية المسماة الميونات حول حلقة قطرها 15 مترًا ، حيث يتم تدويرها حوالي 1000 مرة بسرعة الضوء تقريبًا، وجد العلماء أن تلك الجسيمات قد تتصرف بطريقة لا يمكن تفسيرها بالنظرية الحالية والتي تسمى النموذج القياسي، بسبب تأثير قوة جديدة من الطبيعة.
وأضاف تقرير “بى بى سى” أن هذه النتائج الجديدة تستند إلى بيانات صادرة في عام 2021، في التلميح إلى وجود بعض العوامل الغامضة بينما يحاول الباحثون كشف التناقض بين التوقعات النظرية ونتائج التجارب العملية.
رابط التقرير:
https://reuters.com/science/odd-behavior-subatomic-particle-may-shake-up-physics-2023-08-10/
وقال بريندان كيسي كبير العلماء في مختبر فيرمي وأحد مؤلفي ورقة بحثية حول النتائج نشرت في مجلة “فيزيكال ريفيو ليتر”: “نحن نبحث عن مؤشر على أن الميون يتفاعل مع شيء لا نعرفه. يمكن أن يكون أي شيء: جسيمات جديدة، قوى جديدة، أبعاد جديدة، سمات جديدة للزمكان، أي شيء.
وقال الباحثون خلال الندوة العلمية حول نتائج تجربة “ميون-الجيل2” فى مختبر فيرمى إنهم يأملون في الإعلان عن نتائجهم النهائية باستخدام جميع البيانات التي جمعوها في غضون عامين تقريبًا.
يصف الفيزيائيون كيف يعمل الكون في مستواه الأساسي من خلال نظرية تُعرف بالنموذج القياسي.
ويضيف د. السبيعى استنادا إلى مصادره الصحفية أنه من خلال عمل تنبؤات تستند إلى النموذج القياسي ومقارنتها بالنتائج التجريبية، يمكن للفيزيائيين تمييز ما إذا كانت النظرية مكتملة أو ما إذا كان هناك فيزياء خارج النموذج القياسي.
ويظهر مقطع فيديو مدته سبع دقائق معلومات إضافية حول الميونات والنتيجة الجديدة من خلال تجربة ميون-الجيل2.
ومن خلال هذا القياس وصل العلماء بالفعل إلى هدفهم المتمثل في تقليل نوع معين من عدم اليقين: عدم اليقين الناجم عن العيوب التجريبية ، والمعروفة باسم عدم اليقين المنتظم.
كما يشعر الفيزيائيون بالإثارة حيال الوجود المحتمل لجسيمات لم يتم اكتشافها بعد والتي تساهم في قيمة “ميون-الجيل2” وستفتح النافذة لاستكشاف فيزياء جديدة، حيث افترض بعض العلماء المعاصرين وجود قوة أساسية.
