قد تتساءل عن كيفية انكسار التناظر في القوة النووية الضعيفة. أن المدى القصير للغاية لهذه القوة يمكن تفسيره من خلال الكتلة الضخمة للغاية للجسيمات W وZ، التي يتم تبادلها لتوصيل هذه القوة، إلى جانب أنني أوضحت، كيف أن الجسيمات دون الذرية يُعتقد أنها تكتسب كتلتها بالتفاعل مع مجال متغلغل يطلق عليه مجال هيجز حسن، إن مجال هيجز ذاته هو المسؤول عن كسر التناظر القياسي للقوة النووية الضعيفة. إليك كيف يسير هذا الأمر في درجة حرارة أعلى من تلك الخاصة بمرح رحلة التحول الطوري، كتلك التي وجدت في الكون المبكر البالغ من العمر واحدًا على تريليون من الثانية، كان مجال هيجز يساوي في متوسطه صفرا، كمغناطيسية قطعة الحديد الممغنطة في درجة حرارة أعلى من درجة كوري. في ظل مجال هيجز تبلغ قيمته صفرًا، كانت كتلة جميع الجسيمات صفرا هي الأخرى. كانت جسيمات W وZ عديمة الكتلة، شأن الفوتونات، وهو ما يعني أن كلتا القوتين، النووية الضعيفة والكهرومغناطيسية، كانتا تتمتعان بمدى طويل. مع انخفاض الحرارة واجه مجال هيجز نفس المأزق الذي واجهه القلم الواقف على سنه؛ إذ سيكون عليه التخلي عن تناظره للحفاظ على استقراره. يرجع هذا إلى أن مجال هيجز يتفاعل مع نفسه، والطاقة الناتجة عن هذا التزاوج تشبه طاقة الجاذبية للقلم المتوازن. إن مجال هيجز البالغ قيمته صفرًا متناظر، لكن غير مستقر، في حين مجال هيجز الذي لا تبلغ قيمته صفرًا مستقر، لكنه يكسر التناظر. ما الذي سيفعله مجال هيجز؟ نفس ما فعله القلم الساقط ينكسر التناظر، ونتيجة ذلك تقفز قوته من متوسط الصفر إلى قيمة كبيرة للغاية لا تساوي الصفر. استخدم جزء من طاقة السقوط التي تحررت في تكوين الكتل التي أغدقها مجال هيجز على جميع الجسيمات المشاركة. ومع ذلك، يتضح في النسخة الأصلية من نظرية هيجز أنه مهما تكن الطريقة التي يسقط بها القلم فإن الجسيمات تكتسب الكتلة «نفسها». لذا، رغم أن مرحلة التحول الطوري للقوة الضعيفة في الكون المبكر ربما تكون قد أنتجت بنية نطاقية من نوع ما، فإنه من غير المرجح أن تكون تلك هي المرحلة التي تباينت فيها الجسيمات في الحجم من نطاق إلى آخر؛ إذ إنه للحصول على مثل هذه النتيجة من الضروري التفكير في طاقات أعلى من هذا.

هوامش

(10) The alert reader may notice that this is about the time when inflation is supposed to have happened—which is no coincidence. It was by considering the application of GUTs to the very early universe that Alan Guth got the idea of the inflationary universe scenario in the first place, and in fact a plausible candidate for the inflaton field is one of the GUT Higgs fields.

مواضيع ذات صلة

كيف سندرس الجسيمات الاولية الآن وهي لم تعد حرة

ماذا عن طبيعة الكون الذي نعيش فيه؟

ما هي فيزياء الجسيمات؟

Normal modes

Waves in three dimensions

Probability amplitudes for particles

The random walk

Nuclei and particles

الزخات الهوائية Air Showers

النيوترينات Neutrinos

النيوكليونات Nucleons

النوى الثقيلة Heavy Nuclei