هگز و نظریه سی. پی. اچ

بسیاری از فیزیكدانان اعتقاد دارند بزرگترین چالش فیزیك در قرن بیست و یكم به تحقیقات روی ذرات هگز مربوط می شود .
اما سئوال این است كه اصولاً هگز چیست؟
كلمه هگز اولین بار در سال ۱۹۶۰ توسط پتر هگز وارد فیزیك شد.
ایده اساسی چنین است كه تمام ذراتی كه با یكدیگر كنش و واكنش دارند، كنش آنها توسط یك میدان اعمال می شود كه توسط ذرات هگز بوزون حمل می شوند.
توضیح در مورد هگز و اشكالات بیگ بنگ
لازم است كمی در مورد هگز و اشكالات بیگ بنگ توضیح دهم :
Higgs هگز
تئوری هگز در سال ۱۹۶۰ توسط پتر هگز برای توجیح و تشریح میدانها و نحوه كنش انها مطرح شد. اما قبل از آن باید كمی در مورد تاریخچه ذرات تبادلی توضیح بدهم .
پس از آنكه مشخص شد هسته اتم از تعدادی پروتون و نوترون تشكیا می شود، این شئوال پیش آمد كه چرا پروتونها كه دارای باز الكتریكی مثبت هستند، در هسته اتم یكدیگر را نمی رانند و هسته متلاشی نمی شود؟
نخستین گام در این زمینه توسط هایزنبرگ در سال ۱۹۳۲ برداشته شد. وی نظر داد كه پروتونها توسط نیروهای تبادلی در كنار یكدیگر می مانند. طبق این طرح پروتونها و نوترونها در داخل اتم پیوسته به یكدیگر تبدیل می شوند، بطوریكه یك ذره مورد نظر ابتدا پروتون است، سپس به نوترون تبدیل می شود و دوباره به پروتون تبدیل می شود. برای تصور آن ذره سومی در نظر بگیرید كه دو ذره به تبادل آن می پردازند. این ذره به شیوه ای از سوی یك ذره به سوی ذره ی دیگر پرتاب می شود كه دو ذره را به سوی یكدیگر می راند.
می دانیم كه امواج الكترومغناطیسی كوانتیده اند و از كوانتوم هایی تشكیل می شود كه آن را فوتون می نامند .
در حدود سال ۱۹۳۰ این نظریه مطرح شد كه نیروی الكترومغناطیسی از تبادل فوتون بین دو ذره باردار ناشی می شود .
یعنی دو ذره باردار با تبادل فوتون (فوتون مجازی) بر یكدیگر كنش دارند كه آنها را ذرات تبادلی می نامند . Exchange Force ذراتی كه نیروها را حمل می كنند، بوزون نامیده می شوند و دارای اسپینی برابر یك عدد صفر، یك، دو... می باشند .
این نظریه كه نیروهای الكتریكی توسط فوتون های مجازی منتقل می شود، انگیزه ای شد تا یوكاوا فیزیكدان ژاپنی طرح ذرات تبادلی را در مورد نیروهای هسته ای بكار برد. یوكاوا با توجه به برد كوتاه نیروهای هسته ای پیش بینی كرد ذره تبادلی نیروهای هسته ای دارای جرمی حدود سیصد برابر جرم حالت سكون الكترون است كه بعدها چنین ذره ای كشف گردید و آن را مزون می نامند .
هگز تمام ذرات تبادلی را در نظریه خود جمع بندی كرد. بر اساس نظریه هگز نیروها توسط میدانها اعمال می شوند كه توسط ذراتی كه آنها را هگز بوزون می نامند حمل می شوند. علاوه بر آن هگز تلاش كرد رابطه ای بین فرمیونها و بوزنها پیدا كند .
مشكلات بیگ بنگ
نظریه بیگ بنگ هنگامی مطرح شد كه مشاهدات هابل از كهكشانها نشان داد كه كهكشانها در حال دور شدن از یكدیگر هستند .
بر این اساس جهان در حال انبساط است . نظریه بیگ بنگ مدعی است جهان بر اثر یك انفجار مهیب از یك توده بسیار داغ و فوق العاده متراكم بوجود آمده است و در حال انبساط است. در این مورد كارهای ژرژ گاموف فیزیكدان روسی قابل تقدیر است كه توانسته مراحل مختلف انفجار و انبساط جهان را تشریح كند .
اما نظریه بیگ بنگ هیچ دلیل و توجیهی در مورد علت انفجار ارائه نمی دهد. علاوه بر آن تمركز تمام ماده ای كه در جهان مشاهده می كنیم در یك حجم بسیار كوچك آنچنان كه نظریه بیگ بنگ ادعا می كند، قابل توجیه نیست.
در حالیكه بر اساسی نظریه سی. پی. اچ. جهان بر اثر انفجار یك سیاه چاله مطلق (و فوق العاده چگال) كه در آنجا سی. پی. اچ. ها فقط دارای اسپین بوده اند، ایجاد شده است و علت انفجار نیز اسپین سی. پی. اچ. ها بوده است لازم به یادآوری است كه نظریه سی. پی. اچ. نخستین نظریه ای است كه علت بیگ بنگ را بیان می كند.


نوشته: حسین جوادی

منبع : شبکه فیزیکی هوپا