نعي بيتر هيجز | بيتر هيجز

في عام 1964، اقترح عالم الفيزياء النظرية بيتر هيجز، الذي توفي عن عمر يناهز 94 عامًا، أن الكون يحتوي على جوهر شامل يمكن أن يتجلى في شكل جسيمات. ألهمت هذه الفكرة الحكومات لإنفاق المليارات للعثور على ما أصبح يعرف باسم بوزونات هيغز.

إن ما يسمى بـ “آلية هيجز” تتحكم في معدل الاندماج النووي الحراري الذي يزود الشمس بالطاقة، ولكن بسببه كان محرك النظام الشمسي قد انتهى قبل وقت طويل من إتاحة الوقت للتطور ليحقق معجزاته على الأرض. ويشتبه في أن بنية الذرات والمادة، وربما الوجود نفسه، قد نشأت نتيجة لهذه الآلية، التي تم إثبات صحتها من خلال الاكتشاف التجريبي لبوزون هيغز في عام 2012.

وقد وصف الفيزيائي الحائز على جائزة نوبل، ليون ليدرمان، البوزون بأنه “جسيم الرب”. وجد هيجز، الملحد، هذا غير مناسب ومضلل، لكن الاسم ظل عالقًا وساعد في جلب الشهرة للفكرة وهيجز. وهو بدوره حصل على جائزة نوبل في عام 2013.

في جامعة إدنبره، عندما كان محاضرًا شابًا في الفيزياء الرياضية في أوائل الستينيات، أصبح هيجز مهتمًا بالطرق العميقة والمثيرة التي يمكن من خلالها إخفاء الخصائص – التماثلات الرياضية – في المعادلات التي تصف القوانين الأساسية في الهياكل التي تنشأ.

على سبيل المثال، في الفضاء، غير المتأثرة بجاذبية الأرض، تبدو قطرة الماء متماثلة في كل الاتجاهات: فهي متناظرة كرويا، بما يتفق مع التناظر الذي تنطوي عليه المعادلات الرياضية الأساسية التي تصف سلوك جزيئات الماء. ومع ذلك، عندما يتجمد الماء، تأخذ ندفة الثلج الناتجة تناظرًا مختلفًا – حيث يظهر شكلها كما هو فقط عندما يتم تدويرها خلال مضاعفات 60 درجة – على الرغم من أن المعادلات الأساسية تظل كما هي.

كان الفيزيائي الأمريكي الياباني يويتشيرو نامبو هو أول من أثار الاهتمام بهذه الظاهرة، المعروفة باسم كسر التناظر التلقائي، في عام 1960.

مستوحاة من عمل نامبو، ظهرت نظرية هيغز في عام 1964 مع شرحها لكيفية قيام المعادلات التي تستدعي وجود جسيمات عديمة الكتلة (مثل نظرية الكم للمجال الكهرومغناطيسي، والتي تؤدي إلى الفوتون عديم الكتلة)، عبر ما يسمى بآلية هيغز، تؤدي إلى ظهور جزيئات لها كتلة.

ستكون هذه الفكرة لاحقًا هي السبب الجذري لتفسير جيراردوس هوفت في عام 1971 للقوة الضعيفة، المسؤولة عن النشاط الإشعاعي، حيث يلعب جسيم “W” الضخم دورًا مشابهًا للفوتون عديم الكتلة. حصل الاكتشاف اللاحق لـ W في عام 1983 على جوائز نوبل، سواء للتجربة أو للمنظرين الذين توقعوا ذلك. كان وراء هذا النجاح ما يسمى بآلية هيغز، التي سيطرت على الرياضيات في هذا التفسير للقوة الضعيفة.

عندما فاز نامبو بجائزة نوبل في عام 2008، بدأ يبدو من المرجح أن الطريق قد تم تمهيده للاعتراف بهيجز في نهاية المطاف.

ومع ذلك، كانت المشكلة، كما كان هيجز أول من أكد دائمًا، هي أنه لم يكن وحيدًا في اكتشاف إمكانية ظهور الكتلة “عفويًا”. وقد تم بالفعل التعبير عن أفكار مماثلة: من قبل عالم فيزياء المادة المكثفة فيليب أندرسون، ولكن بطريقة أكثر تقييدًا، ومن قبل روبرت بروت وفرانسوا إنجليرت في بلجيكا، اللذين سبقا هيجز في النشر ببضعة أسابيع. كان من المقرر أن يقوم توم كيبل، زميل هيجز السابق في إمبريال كوليدج، واثنان من زملائه بكتابة ورقة بحثية على نفس المنوال بعد أسابيع.

حيث كان لدى هيجز ادعاءات مبررة حول التفرد، كان ذلك في البوزون. ولفت الانتباه إلى حقيقة أنه في ظروف معينة، يؤدي كسر التماثل تلقائيًا إلى ظهور جسيم ضخم، والذي ستكون قدرته على التفاعل مع الجسيمات الأخرى متناسبة مع كتلتها.

إن اكتشاف هذا الجسيم هو الذي يمكن أن يعطي تأكيدًا تجريبيًا على أن النظرية هي بالفعل وصف للطبيعة. وعلى الرغم من أنه يمكن القول إن هذا البوزون كان ضمنيًا في أعمال أخرى، إلا أن هيجز هو الذي أوضح بوضوح آثاره في فيزياء الجسيمات.

أصبح “بوزون هيغز” الذي يحمل اسمه هو حامل لواء مصادم الهادرونات الكبير. في أوائل التسعينيات، أصدر وزير العلوم ويليام والديجريف تحديه: اشرح بوزون هيجز على قطعة من الورق وساعدني في إقناع الحكومة بتمويل هذا المشروع.

ومن بين الفائزين، كان التشبيه الأكثر شهرة، الذي قدمه ديفيد ميلر من كلية لندن الجامعية، لمارجريت تاتشر ــ الجسيم الضخم ــ وهي تتجول في حفل كوكتيل في مؤتمر حزب المحافظين وتجمع المتطفلين أثناء تحركها. وأعرب هيجز، الذي كانت سياساته متناقضة تمامًا مع سياساتها، عن نفسه بأنه «مرتاح جدًا» للوصف.

لقد كان دائمًا غير مرتاح كمشهور. عندما استعدت سيرن – المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية – لتشغيل مصادم الهادرونات الكبير (LHC) في عام 2008، روجت وسائل الإعلام لهذا الأمر باعتباره بحثًا عن بوزون هيجز.

شعر هيجز أن سيرن كان مخطئًا عندما تحدث عن “البوزون” – فقد كان دائمًا أول من أكد على أن الآخرين لديهم نفس الفكرة تقريبًا وأن تسميتها باسمه غير عادلة. لقد وصف ذات مرة بشكل متواضع اكتشاف البوزون بأنه “ربط الأطراف الحرة” واعتبر أن الإثارة الرئيسية لمصادم الهادرونات الكبير هي قدرته على كشف أسرار المادة المظلمة وأنواع أخرى من الفيزياء الجديدة.

ومع ذلك، في يوليو 2012، أعلنت سيرن عن اكتشاف جسيم “له خصائص تشبه هيغز”. وازداد جنون وسائل الإعلام، وتقبل هيجز بشجاعة مصيره باعتباره مركز الاهتمام.

وعلى الرغم من أن معظم الفيزيائيين كانوا متأكدين من اكتشاف البوزون الذي يحمل نفس الاسم، إلا أن هناك حاجة إلى مزيد من الدراسة لعدة أشهر قبل التأكد من التأكيد الكامل: فقد ذهبت جائزة نوبل لعام 2012 إلى مكان آخر. وبحلول عام 2013، كانت الأدلة مقنعة؛ كان هناك توقع عام بأن عام 2013 سيكون العام.

بحلول هذه المرحلة، كان قد انقضى 49 عامًا منذ أن كتب هيجز بحثه الأول حول هذا الموضوع. وفي تطور أخير ومثير، تم تأجيل الإعلان عن نجاحه الذي طال انتظاره لمدة ساعة بينما كانت لجنة نوبل تكافح للوصول إلى العالم المنعزل الشهير. وإدراكًا منه لاهتمام وسائل الإعلام الذي من المحتمل أن يحظى به، قرر هيجز أن يكون “في مكان آخر” عندما تم الإعلان عن ذلك، وأخبر زملائه أنه يعتزم قضاء عطلة في المرتفعات الشمالية الغربية من اسكتلندا.

ومع اقتراب الموعد، أدرك أن هذه لم تكن خطة جيدة لذلك الوقت من العام، لذلك قرر البقاء في المنزل والتواجد في مكان آخر في الوقت المناسب. في حوالي الساعة 11 صباحًا يوم 8 أكتوبر، غادر المنزل وبحلول الظهر، وهو الوقت الذي كان من المفترض أن يتم فيه الإعلان، كان في ليث، بالقرب من الشاطئ، في حانة تسمى “Vintage”، والتي شهد هيغز على أنها كانت تبيع الطعام و”البيرة الجيدة إلى حد ما”. “.

وهكذا، مع عزل هيغز عن العالم الخارجي (حيث كان يتجنب استخدام الهواتف المحمولة أو الإنترنت إلى حد كبير)، وبعد أكثر من ساعة من المحاولات الفاشلة للوصول إليه، قررت الأكاديمية السويدية إصدار الإعلان العام على أي حال. وكانت النتيجة المثيرة للسخرية أنه بحلول الساعة الثانية ظهرًا، كان خبر فوز بيتر هيجز وإنجليرت، من جامعة بروكسل الحرة، بجائزة نوبل للفيزياء، معروفًا للعالم، ولكن ليس لهيجز نفسه. (توفي زميل إنجلرت بروت في عام 2011، ولم يتمكن من إدراجه في القائمة لأن جوائز نوبل لا تُمنح بعد وفاته).

يتذكر هيجز لاحقًا كيف أنه، “بعد فترة زمنية مناسبة”، لكنه ظل جاهلاً بالأخبار، عاد إلى المنزل بعد تناول الغداء. ومع ذلك، فقد تأخر أكثر بزيارة معرض فني، لأنه “يبدو أنه من السابق لأوانه العودة إلى المنزل، حيث من المحتمل أن يتجمع الصحفيون”.

وفي حوالي الساعة الثالثة كان يسير على طول شارع هيريوت رو، متجهًا إلى شقته في الشارع التالي، عندما توقفت سيارة بالقرب من حدائق كوين ستريت. خرجت سيدة “في حالة متحمسة للغاية” وقالت لهيجز: “لقد اتصلت ابنتي للتو من لندن وأخبرتني عن الجائزة”. فأجاب هيجز: “أي جائزة؟” وكما أوضح، كان يمزح، ولكن عندها تأكدت توقعاته.

لقد كانت خطته ناجحة، حيث “تمكنت من الوصول إلى باب منزلي دون أن يلحق أي ضرر أكثر من مصور واحد ينتظر”. وبعد ما يزيد قليلاً عن عقد من الزمن، كان التركيز الرئيسي لمصادم LHC هو إنتاج أعداد كبيرة من بوزونات هيغز من أجل فهم طبيعة الجوهر الموجود في كل مكان والذي تشكله.

أثناء الإغلاق بسبب فيروس كورونا، تحدثت معه لساعات عبر الهاتف في عطلات نهاية الأسبوع أثناء البحث في السيرة الذاتية بعيد المنال: كيف حل بيتر هيجز لغز الكتلة (2022). وعندما طُلب منه تلخيص وجهة نظره حول رد فعل الجمهور تجاه البوزون، قال: “لقد دمر حياتي”. لكي تعرف الطبيعة من خلال الرياضيات، وتتأكد من نظريتك، وتفوز باستحسان أقرانك وتفوز بجائزة نوبل، كيف يمكن أن يعني هذا الخراب؟ وأوضح: :كان وجودي السلمي نسبياً على وشك الانتهاء. أنا لا أستمتع بهذا النوع من الدعاية أسلوبي هو العمل في عزلة، وفي بعض الأحيان يكون لدي فكرة مشرقة.

قضى هيجز أكثر من نصف قرن كعالم فيزياء نظرية في جامعة إدنبرة. وربما لهذا السبب، تم وصفه في العديد من التقارير الإعلامية بأنه “عالم فيزياء اسكتلندي”، في حين أنه ولد في نيوكاسل، لأبوين إنجليزيين، توماس وير هيغز وجيرترود مود (ني كوجيل).

كان والده مهندس صوت في هيئة الإذاعة البريطانية، وانتقلت العائلة على الفور تقريبًا إلى برمنغهام، حيث أمضى بيتر أول 11 عامًا من حياته. في عام 1941، مع اشتداد الحرب العالمية الثانية، قررت هيئة الإذاعة البريطانية أن برمنغهام كانت مدينة خطيرة للغاية، وتم نقل عملياتها إلى بريستول. انتقلت عائلة هيغز إلى هناك على النحو الواجب، بهدف تجنب القصف الجوي، ولكن في نهاية الأسبوع التالي تعرض مركز بريستول لقصف شديد.

في بريستول، التحق هيغز بمدرسة كوثام النحوية، حيث كان الفيزيائي الحائز على جائزة نوبل بول ديراك تلميذًا سابقًا مشهورًا. وكان اسم ديراك بارزا في لوحة الشرف. تبعه هيجز، ولكن في البداية في الرياضيات بدلًا من الفيزياء. كان لدى والد هيجز مجموعة من كتب الرياضيات، والتي ألهمت بيتر ومكنته من أن يصبح متقدمًا بفارق كبير على الفصل. بدأ اهتمامه بالفيزياء في عام 1946، عندما سمع فيزيائيي بريستول، الحائزين على جائزة نوبل لاحقًا، سيسيل باول ونيفيل موت، يصفون خلفية برنامج القنبلة الذرية. على الرغم من أن هذا ساعد في تحديد مسيرته المهنية، إلا أن هيجز نفسه أصبح فيما بعد عضوًا في CND.

درس الفيزياء النظرية في كلية كينغز لندن، وحصل على درجة الدكتوراه في عام 1954. وكان يعمل في الفيزياء الجزيئية، ويطبق أفكار التناظر على البنية الجزيئية. انتقلت اهتماماته نحو فيزياء الجسيمات، على الرغم من أن مكتبه كان يقع في نفس الممر الذي يقع فيه مكتب روزاليند فرانكلين وموريس ويلكنز، وهما من المشاركين في اكتشاف بنية الحمض النووي، على الرغم من أن عمله لم يكن له صلة مباشرة ببرنامجهم.

حصل على زمالات بحثية، أولاً في جامعة إدنبرة (1954-1956)، ثم في لندن في الكلية الجامعية (1956-1957)، وفي إمبريال كوليدج (1957-1958). تم تعيينه محاضرًا في الرياضيات في جامعة كوليدج لندن عام 1958، ثم انتقل إلى جامعة إدنبرة عام 1960، حيث أمضى بقية حياته المهنية البحثية. في البداية كان محاضرًا في الفيزياء الرياضية، وفي عام 1970 تم تعيينه قارئًا، وفي عام 1980 أستاذًا للفيزياء النظرية. تم انتخابه زميلًا للجمعية الملكية في إدنبرة عام 1974، وزميلًا في FRS عام 1983.

التقى بزوجته المستقبلية، عالمة اللغات جودي ويليامسون، في اجتماع CND في عام 1960. وتزوجا في عام 1963، وأنجبا ولدين، كريستوفر وجوناثان. وعلى الرغم من طلاقهما في عام 1972، إلا أنهما ظلا صديقين حتى وفاتها في عام 2008.

حصل هيغز على العديد من الجوائز بالإضافة إلى جائزة نوبل لعام 2013. بالإضافة إلى العديد من الدرجات الفخرية، شملت هذه الجوائز ميدالية ديراك عام 1997 وجائزة من معهد الفيزياء، وجائزة وولف في الفيزياء عام 2004، وجائزة ساكوراي من الجمعية الفيزيائية الأمريكية في عام 2010، وميدالية إدنبره في عام 2013. وفي ذلك العام كان تم تعيينه أيضًا رفيق الشرف، وبعد ذلك بعامين فاز بميدالية كوبلي من الجمعية الملكية، وهي أقدم جائزة علمية في العالم.

نجا منه أبناؤه.