حين كنت أدرس أُعطيت جدولا بكتل الجسيمات دون الذرية المختلفة وقيل لي: «هذا ما هي عليه. وكانت التساؤلات عن السبب وراء هذه الأرقام، ولماذا لا تكون الأرقام مختلفة تعتبر محض هراء. لكن اليوم من المقبول المطالبة بنوع من التفسير لهذه الكتل. في الحقيقة لدينا مثل هذا التفسير، ويطلق عليه آلية هيجز. هي جزء أساسي من النموذج المعياري. باختصار، تسير آلية هيجز على النحو التالي: ليست للإلكترونات والكواركات كتلة ذاتية، بل تكتسب كتلتها بالتفاعل مع مجال غير مرئي يتغلغل في الفضاء، أشبه بالأثير لدى القدماء. إن مجال هيجز هو ما يعطي هذه الجسيمات كتلتها. ويعتمد مقدار الكتلة التي يحملها الجسيم في نهاية المطاف على المدى الذي يستشعر به الجسيم مجال هيجز، أي مقدار القوة التي يقترن بها الجسيم بالمجال، إذا استخدمنا المصطلح العلمي السليم. لا يتفاعل الفوتون مع مجال هيجز، بشكل أقوى بكثير من الإلكترون؛ إذ إن الكوارك العلوي هو أكثر ما يستشعره، وينتهي به الحال بكتلة أكبر بمئات الآلاف من المرات عن الإلكترون. تكتسب الجسيمات W وZ أيضًا، التي توصل القوة الضعيفة، كتلتها الضخمة عن طريق الاقتران بمجال هيجز.³

أغلب الفيزيائيين النظريين مقتنعون بأن مجال هيجز موجود بالفعل، رغم عدم قدرتنا على إدراكه إدراكًا مباشرًا. وقد انصبت آمالهم في العثور على دليل إثبات على مصادم الهدرونات الكبير؛ المعجل الضخم الذي يجري بناؤه حاليا في سيرن. تقضي الخطة بأن يستخدم المصادم تصادمات البروتون ومضاد البروتون عالية الطاقة لتكوين جسيم هيجز بحلول عام 2010 من المفترض أن يكون لمجال هيجز جسيم كمي، كما هو الحال مع المجال الكهرومغناطيسي الذي يرتبط به جسيم كمي على صورة فوتون، وهذا يسمى بوزون هيجز.⁴ لكن في الوقت الذي لا يحمل فيه الفوتون أي كتلة، فإن بوزون هيجز يتنبأ له بأن يحمل كتلة ضخمة، أعظم من كتلة ١٨٠ بروتون، ولهذا السبب استحال تخليقه في التجارب قبل هذا (يكتسب جسيم هيجز كتلته الضخمة للغاية بالتفاعل مع مجاله الخاص.)

هوامش

(3) Neutrinos fall outside this scheme. Experiments show that they do have a tiny mass, but its explanation lies beyond the Standard Model.

(4) The Higgs particle is a boson because it has spin 0.