ذره‌ای که خدا راضی به کشفش نیست

احسان سنایی

انفجارهای پیاپی، کشف ارتباط برخی از کارکنان با تروریسم جهانی و وقفه‌های مرموز، سرنوشت مقدر بزرگ‌ترین آزمایشگاه دنیا بود. «ابرتصادم‌گر هادرونی¹» (LHC) را شاید بتوان بدشانس‌ترین آزمایشگاه جهان نامید.

اما آیا چنین پیش‌آمدهایی را می‌توان بدشانسی نامید؟ آیا دستان مرموز نیرویی ناپیدا در آن دخیل نیست؟ شاید این احمقانه به نظر بیاید؛ اما دانشمندان بزرگی معتقدند که حوادث و مشکلات این آزمایشگاه چیزی فراتر از تصادف است.

یکی از مناطق مشخص شده برای برخورد پرتون‌ها در مسیر ۲۷ کیلومتری تونل زیرزمینی آزمایشگاه LHC. در این تصویر هنوز ارتباط تونل با دهانه این حسگر غول پیکر برقرار نشده است

گروهی از دانشمندان معتقدند که LHC، خود را از ترس آینده‌ای که در انتظارش است، تخریب می‌کند؛ به عبارتی با تلف کردن زمان و القای حس عقب‌نشینی و شکست به دانشمندان، سعی در ممانعت از دستیابی آن‌ها به هدف نهایی‌شان می‌شود.

در نگاه اول، چنین اظهار نظری تفاوتی با خرافات معمول در خصوص نحوست آغاز یک کار بزرگ ندارد. متداول‌ترین نمونه این خرافات این است که این شتاب‌دهنده سه میلیارد یورویی، سیاهچاله‌ای را ایجاد خواهد کرد که قادر است زمین را در خود ببلعد. دانشمندان به این یکی خندیدند.

اما چندی نگذشت که خنده‌ها فرو نشست. ایده‌ای از طرف دو دانشمند برجسته مطرح شد که از پشتیبانی ریاضیاتی خوبی برخوردار بود. «هولگر بچ نیلسون» از انیستیتو نیلز بور کپنهاگ و «ماسائو نینومیا» از انیستیتو فیزیک نظری کیوتو معتقدند «هیگز بوزون»، یعنی همان ذره‌ای که فیزیک‌دانان به تولید آن در شتاب دهنده امید بسته‌اند، ممکن است از طبیعت متنفر باشد ...

این به چه معناست؟ بر اساس اظهارات نیلسون، تولید ذره هیگز در آینده ممکن است باعث تحریف تاریخ شود! به این معنا که این ذره می‌تواند با سفر در زمان، به گذشته بازگشته و فرآیندی را که نخستین بار او خودش به واسطه آن تشکیل شده است، متوقف کند!

همین امر می‌تواند علت مواجهه LHC را با رویدادهایی چون انفجار یکی از تأسیسات در حین ساخت توجیه کند؛ حتی اگر از دستگیری یکی از فیزیک‌دانان برجسته این آزمایشگاه به جرم ارتباط با شبکه تروریستی القاعده چشم‌پوشی کنیم.

ایده نیلسون درست مانند این است که کسی به گذشته سفر کرده و پدربزرگش را به قتل برساند. او می‌گوید:

«هر ماشینی که سعی در تولید ذره هیگز داشته باشد، بخت خوبی نخواهد داشت. این امر به خوبی با ریاضیات توجیه شده است؛ اما شما می‌توانید بگویید که خدا از ذره هیگز متنفر است و هر کوششی برای کشف آن را متوقف می‌کند.»

هولگر بچ نیلسون

هشدارهای این دو دانشمند در زمان حساسی منتشر شده است؛ زمانی که مرکز تحقیقات فیزیک هسته‌ای اروپا (CERN) تصمیم دارد برای دومین بار در نوامبر امسال این آزمایشگاه را راه‌اندازی کند.

هدف، شتاب دادن دسته‌ای از پروتون‌ها تا سرعتی نزدیک به سرعت نور در تونلی دوار به محیط تقریبی ۲۷ کیلومتر و سپس برخورد دادن آن‌ها به یکدیگر با هدف متلاشی کردنشان است.

طبق برنامه، در نتیجه این برخورد که نسخه المثنای «انفجار بزرگ» یا همان بیگ‌بنگ محسوب می‌شود، انبوهی از ذرات زیراتمی آزاد می‌شوند.

اما اگر حق با نیلسون و نینومیا باشد، این نسخه کپی از آفرینش، ناگزیر بی‌فایده خواهد بود و روند پیشامدهای ناگوار ادامه خواهد یافت تا نهایتاً مسئولین CERN از انجام چنین تصمیمی دست بکشند.

البته این اولین باری نیست که LHC با چنین هشدارهایی مواجه می‌شود. سال‌هاست که این آزمایشگاه مورد هدف مخالفینش قرار گرفته و فریادهای اعتراضی زیادی را شنیده و احکام توقیف فراوانی را از جانب دادگاه‌های مختلف به چشم خود دیده است. نویسندگان علمی-تخیلی زیادی نیز بر روی این موضوع مانور داده‌اند.

«دان براون» در کتاب فرشتگان و شیاطین، بمبی شیطانی را توصیف می‌کند که شهر واتیکان را مورد تهدید قرار داده است؛ بمبی از پادماده که از همین آزمایشگاه به سرقت رفته است.

در رمان «زندقه» به قلم داگلاس پرستون (پرفروش‌ترین نویسنده علمی - تخیلی) داستان مشابهی نقل می‌شود. داستان از فیزیک‌دان دیوانه‌ای حکایت می‌کند که قصد دارد با استفاده از یک شتاب‌دهنده با خدا ارتباط برقرار کند.

هر چند این فیزیک‌دان آمریکایی است و شتاب‌دهنده مزبور نیز به جای سوییس در آمریکا واقع است، اما ارتباطات موجود با LHC به وضوح حس می‌شود.

حتی یکی از شبکه‌های تلویزیونی ایالات متحده، سریالی را با اقتباس از رمان «آینده نمایی» نوشته رابرت ساویر و با همین نام پخش کرد که بر اساس آن، آغاز به کار LHC موجب خاموشی کل زمین به مدت دو دقیقه می‌شود؛ دو دقیقه‌ای که در آن هر کس می‌تواند آینده خود را در ۲۱ سال بعد ببیند و چنین کاری به آن‌ها شانس تغییر آینده‌شان را می‌دهد.

معمولاً دانشمندان از مشاهده انحراف عقایدشان به دست افراد نادان متنفرند؛ اما در سالیان اخیر، فیزیک‌دانان از این‌که LHC بخشی از فرهنگ عامه را به تصرف خود در آورده، تا حدی خشنودند.

CERN نیز اغلب به جای متهم ساختن فیلم‌سازان، آن‌ها را حتی تشویق به استفاده از این شتاب‌دهنده به عنوان لوکیشن تصویربرداری‌شان می‌کند.

نیلسون، مسئولین CERN را با معضلی جدی روبه‌رو ساخته است. بایستی با گفته‌های وی موافقت کرد یا آن‌ها را افسانه‌ای بیش نخواند؟ بسیاری مایلند او اخراج شود؛ اما جایگاه علمی او خود گویای این است که تکذیب قانع‌کننده‌ای نیز بایستی ارائه شود.

پیتر هیگز، خالق ایده ذره هیگز بوزون، در تونل ۲۷ کیلومتری آزمایشگاه LHC. این ذره را به دلیل اهمیت بالای آن در حوزه فیزیک ذرات، ذره خدایی نیز نامیده‌اند.

جیمز گیلیس، فیزیک‌دانی زبده و مدیر گروه ارتباطات CERN ایده‌های نیلسون را جذاب خوانده، اما می‌گوید: «می‌دانیم که چنین اتفاقی در واقعیت رخ نخواهد داد.»

او با اشاره به فرضیه نیلسون گفت که اگر این گفته‌ها LHC را از کار باز بدارد، بایستی مانع از برخورد پرتوهای پرانرژی کیهانی به جو زمین نیز بشود. چون دانشمندان مستقیماً قادر به تشخیص چنین پرتوهایی هستند، او گفت: «نیسلون بایستی اشتباه کرده باشد.»

گیلیس و دیگران هم‌چنین معتقدند که هر چند چنین نظراتی بامزه‌اند، اما با راه‌اندازی آزمایش‌ها موجب انحراف توجهات عمومی از اهداف شگفت انگیزتر مد نظر LHC خواهند شد.

هیگز بوزون، ذره‌ای است که ماهیت جرم را توضیح می‌دهد؛ بدون وجود آن، گرانشی نیز وجود نخواهد داشت.

اگر LHC ذره هیگز را بیابد، راه به سوی حل دیگر معماهای مرتبط با طبیعت و منشأ ماده نیز باز خواهد شد. یکی دیگر از اهداف چنین تحقیقی درک ماهیت ماده تاریک است که با وجود این‌که از ذراتی غیر قابل تشخیص تشکیل شده، اما در حدود یک چهارم جرم جهان ما را تحت اختیار خود دارد.

با این حال، خارق‌العاده‌ترین هدف LHC پژوهش در باب ابعاد اضافی جهان ماست. طبق چنین ایده‌ای که «نظریه ریسمان²» نام گرفته، جهان ما بیشتر از چهار بعد شناخته شده (یک بعد زمان و سه بعد فضا) را در خود جای داده است.

تا به امروز، این ابعاد اضافی از چشم بشر پنهان مانده‌اند؛ اما با برخورد سخت پروتون‌ها به یکدیگر در LHC، نوعی ناهنجاری گرانشی به وجود خواهد آمد که وجود این ابعاد را برملا خواهد ساخت.

برخی فیزیک‌دانان معتقدند وقتی میلیاردها پوند برای تحقق چنین ایده‌هایی خرج می‌شود، نیازی نیست ایده‌های بیشتری در خصوص سفر در زمان و خود‌خرابکاری این آزمایشگاه مطرح شود.

با این حال تاریخ نشان داده است که رد سریع فرضیاتی که در نگاه اول همچون تخیلات علمی می‌نمایند، عاقلانه نیست.

پیتر اسمیت، تاریخ‌دان علم و نویسنده اثر «رستاخیر انسان‌ها» است؛ کتابی که به ارتباطات مابین دانش و فرهنگ عامه می‌پردازد. او معتقد است آن‌چه که در ابتدا به عنوان داستان علمی - تخیلی قلمداد می‌شود، اغلب الهام‌بخش کشفیات بزرگ است. او می‌گوید: «

حتی ایده اولیه بمب اتمی از دانشمندان نبود؛ بلکه برگرفته از رمانی بود به قلم اچ. جی. ولز به نام «جهان آزاد می‌شود.»

دانشمندی به نام لئو زیلارد، در سال ۱۹۳۲ این رمان را مطالعه کرد و همین او را واداشت تا به بررسی چگونگی آغاز واکنش‌های زنجیره‌ای هسته‌ای که برای ساخت چنین بمبی نیاز است، بیندیشد.

از این رو قسمتی از خاستگاه بمب اتم، همان‌طور که به تحقیقات علمی وابسته است؛ با ادبیات داستانی نیز پیوند دارد.»

برخی از محققان برجسته CERN اما نیلسون را تا حدی جدی گرفته‌اند. برایان کاکس، استاد فیزیک ذرات بنیادی در دانشگاه منچستر می‌گوید:

«ایده‌های او از لحاظ نظری معتبر است. آن‌چه او انجام می‌دهد، سر و کله زدن با مرزهای دانش ماست و این کار جالبی است. او معتقد است که ما هنوز تئوری کوانتومی‌ای در خصوص گرانش نداریم و از این رو با قاطعیت نمی‌توانیم امکان فرستادن اطلاعات به گذشته را غیرممکن بدانیم.

با این حال، اگر اتاق کنترل LHC، هدایت این مسافران ما را از دست بدهد و آن‌ها دیوارها را پشت سر بگذارند، آن‌وقت می‌توانم شما را به مقاله‌ای ارجاع دهم که در سال ۲۰۲۵، در حمایت از فرضیه نیلسون نوشته‌ام!»

با افزایش علاقه عمومی به فرضیات نیلسون، فشارها به وی نیز اقزایش یافته است. نیلسون می‌گوید:

«ما به طور جدی ایده‌ای را ارائه داده‌ایم؛ فرضیه‌ای که روی هم رفته اندکی بلندپروازانه است و ما می‌دانیم که به احتمال زیاد امکان صحت آن وجود ندارد. اگر در واقع LHC موفق به کشف هیگز بوزون شود، حدس می‌زنم که باید تجدید نظر کنیم.»

۱- هادرون: در زبان یونانی، هادرون به معنای محکم بوده است و در حوزه فیزیک ذرات بنیادین، اگر کوارک‌ها - که سنگ بنای ماده محسوب می‌شوند - با نیروی قوی هسته‌ای به یکدیگر جوش خورده باشند، به آن‌ها هادرون گفته می‌شود؛ در غیر این صورت آن‌ها را لپتون گویند. هادرون‌ها خود دارای دو زیرشاخه به نام‌های مزون‌ها و باریون‌ها هستند. پروتون‌ها و نوترون‌هایی که عناصر شیمیایی طبیعت را تشکیل داده‌اند؛ زیرشاخه‌هایی از باریون‌ها هستند.
۲- نظریه ریسمان: شاخه‌ای از فیزیک نظری که سعی در توجیه بنیادی‌ترین حالت ماده دارد. طبق این نظریه، در بزرگ‌ترین بزرگ‌نمایی ممکن، ذرات تشکیل‌دهنده ماده، نه به صورت ذره، که به صورت ریسمان‌های باز و بسته‌ای هستند که شیوه ارتعاششان، ماهیت ماده را مشخص می‌کند. به بیان دیگر طبق این نظریه، ماده در بنیادی‌ترین حالت خود هم‌چون سمفونی باشکوهی عمل می‌کند که ریسمان‌ها، سازهای زهی این سمفونی‌اند.