الفيزياء ليست جميلة

أنهيت الثانوية عام 1995. كان ذاك العام الذي اكتُشف فيه الكوارك العلوي، بناءً على تنبؤ يعود تاريخه إلى عام 1973. بينما قرأت المقالات في الأخبار، كنتُ مفتونةً بالرياضيات التي سمحت للفيزيائيين بإعادة بناء هيكل المادة الأولية.

لم أكن أدرك أنه على مدى أكثر من 20 عامًا، سيظل النموذج القياس، الذي يبدو مؤقتًا جدًا، بطل العالم غير المهزوم للدقة، وهو ناجح بشكل مزعج في اعتباطيته ومع ذلك من المستحيل تجاوزه. أضفنا كتل النيوترينو في أواخر التسعينات، لكن هذه الفكرة تعود إلى الخمسينات. والهيغز، الذي اكتشف عام 2012، تُنبأ به أوائل الستينيات. وبينما تم استبعاد النموذج القياسي الضعيف على أنه “قبيح” من قبل الكل، من ستيفن هوكينج إلى ميشيو كاكو إلى بول ديفيز، فإنه لا يزال أفضل ما يمكننا القيام به.

منذ أن دخلت الفيزياء، رأيت نماذج موحدة عظيمة يتم اقتراحها ومن ثم تفنيدها. لقد رأيت كمًا من مرشحي المادة المظلمة لا يُعثر عليهم، ويتبع ذلك بتعديل في متغيرات التجربة لشرح عدم الكشف. لقد شهدت “التنبؤ” بكتل متزايدة باستمرار للجزيئات فائقة التناظر، من بعض GeV إلى حوالي 100 GeV إلى طاقات LHC لبعض TeV. والآن بما أن LHC لم ير أي “شريك فائق”، فإن فيزيائيي الجسيمات أكثر استعدادًا لتحريك نقاط المرمى مرة أخرى.

خلال مسيرتي المهنية، كل ما رأيته هو الفشل. فشل فيزيائيي الجسيمات في الكشف عن إطار رياضي أكثر قوة لتحسين النظريات التي لدينا بالفعل. نعم، الفشل جزء من العلم – إنه محبط، لكنه ليس مُقلق. ما يقلقني أكثر هو فشلنا في التعلم من الفشل. بدلاً من تجربة شيء جديد، نحاول نفس الأمر مرارًا وتكرارًا، ونتوقع نتائج مختلفة.

عندما أنظر إلى البيانات التي أراها، فإن اعتمادنا على التناظر في القياس، ومحاولة التوحيد واستخدام الطبيعة كإرشاد، والثقة في الجمال والبساطة، لا تعمل. الثابت الكوني ليس طبيعيًا. كتلة هيجز ليست طبيعية. النموذج القياسي ليس جميلًا، ونموذج التوافق ليس بسيطًا. لقد فشل التوحيد الكبير؛ فشل مرة أخرى. ومع ذلك، لم نستفد أي شيء من هذا: لا يزال فيزيائي الجسيمات يلعبون اليوم بنفس قواعد عام 1973.

قيل لك على مدى السنوات العشر الماضية أن مصادم الجزيئات LHC يجب أن يرى بعض الفيزياء الجديدة عدا هيجز لأنه بخلاف ذلك ليست الطبيعة “طبيعية”- مصطلح تقني تم اختراعه لوصف درجة المطابقة العددية للنظرية. لقد استُهزأ بي عندما شرحت أنني لا أكترث بالطبيعية لأن هذا معيار فلسفي، وليس معيارًا علميًا. ولكن في هذا الصدد، كنت من ضحك أخيرًا، فلقد اتضح أن الطبيعة لا تُحب أن تُخبر ما من المفترض أن يكون طبيعيًا.

إن فكرة الطبيعية التي تم التبشير بها لفترة طويلة لا تتوافق بوضوح مع بيانات المصادم LHC، بغض النظر عما سيتم ايجاده في البيانات اللاحقة. والآن فيما تقف هذه الطبيعية في طريق تحريك التنبؤ بالجسيمات الغير مكتشفة -مرة أخرى!- لطاقات الأعلى، فإن فيزيائيي الجسيمات، الانتهازيين كما هو الحال دائمًا، هم أكثر استعدادًا فجأة للتخلص من الطبيعية لتبرير المصادم الأكبر القادم.

اليوم بعد اختفاء النتوء الثنائي، دخلنا ما أصبح يُعرف باسم “سيناريو الكابوس” لـ LHC: The Higgs ولا شيء آخر. يعتقد العديد من فيزيائيي الجسيمات أن هذه هي أسوأ نتيجة ممكنة. لقد تُركو من دون توجيه، وضاعوا في غابة من النماذج التي تتضاعف بسرعة. من دون بعض الفيزياء الجديدة، ليس لديهم أي شيء للعمل عليه لم يكن لديهم بالفعل منذ 50 عامًا، ولا توجد مدخلات جديدة يمكن أن تخبرهم في أي اتجاه يجب أن يبحثوا عن الهدف النهائي للتوحيد و/أو الجاذبية الكمية.

إن عدم قدرة المصادم LHC على رؤية دلائل لفيزياء جديدة هو بالنسبة لي إشارة واضحة على أننا كنا نفعل شيئًا خاطئًا، وأن تجربتنا لبناء “نموذج قياسي” لم تعد اتجاهًا واعدًا للاستمرار. لقد وجهنا أنفسنا إلى طريق مسدود بالاعتماد على الإرشاد الجمالي لتحديد أي التجارب أكثر تبشيرًا. آمل أن ترسل هذه النتيجة الصفرية الأخيرة رسالة واضحة مفادها أنه لا يمكنك الوثوق بحكم العلماء الذين يعتمد تمويلهم المستقبلي على تفاؤلهم المستمر.

من هنا، يمكن للأمور أن تتوجه فقط نحو الأفضل.

كتبتها: Sabine Hossenfelder

زميل باحث في معهد فرانكفورت للدراسات المتقدمة وتكتب في Backreaction

ظهرت هذه المقالة لأول مرة في IAI Issue 88, 29th April 2020 وقد ترجمت هنا بترخيص مباشر منهم.