فاز البروفيسور جيمس بيوركين، الباحث في القوة الضعيفة وعالم الفيزياء الفلكية البروفيسور روبرت كيرشنر، بجائزة وولف للفيزياء

وفقًا للجنة التحكيم، تُمنح جائزة وولف في الفيزياء هذا العام لاثنين من الباحثين الذين قدموا مساهمات أساسية في فهم بنية الكون في أصغر وأكبر المقاييس.

تُمنح جائزة وولف في الفيزياء هذا العام لاثنين من الباحثين الذين قدموا مساهمات أساسية لفهم بنية الكون في أصغر وأكبر المقاييس: جيمس بيوركن من جامعة ستانفورد بالولايات المتحدة الأمريكية لتنبؤه بظاهرة القياس في التشتت العميق غير المرن، والتي أدت إلى لتحديد المكونات النقطية داخل البروتون وروبرت كيرشنر من جامعة هارفارد بالولايات المتحدة الأمريكية - لاختراق دراسة الكون بمساعدة نجوم السوبرنوفا بناءً على ملاحظاته ورؤاه.

الاكتشاف الذي أدى إلى اكتشاف الكواركات

وإليكم أسباب اختيار لجنة الجائزة لبيوركن: "القوة الشديدة تمكن من وجود البروتونات والنيوترونات وهي ما يجمعهم معًا داخل نوى الذرات. كما أنه مسؤول عن أكثر من 99% من كتلة الذرات. قدم بيوركين مساهمة حاسمة في فهم طبيعة القوة القوية. في عام 1967، توقع بيوركين أن الإلكترونات التي تتسارع إلى طاقة عالية في المسرع ثم تصطدم بعنف بالبروتونات سوف تتصرف كما لو أنها تتلامس مع جسيمات نقطية مشحونة تتحرك داخل البروتون بحرية تقريبًا. هذه الظاهرة كانت تسمى التحجيم."

"في ذلك الوقت، كانت فكرة جذرية تتناقض تماما مع الحدس المقبول في ذلك الوقت. ومع ذلك، فإن التجارب التي أجريت في عامي 1968 و69 في معجل ستانفورد الخطي في كاليفورنيا قدمت تأكيدًا مثيرًا لتنبؤات بيوركين. وقد حصل رؤساء التجارب جيريمي فريدمان وريتشارد كيندال وريتشارد تايلور على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1990، لإثباتهم التجريبي وجود الكواركات، وهي المكونات النقطية للبروتون.

"بعد التأكيد التجريبي للقياس، بدأ المنظرون في البحث عن نظرية الكم الأساسية التي تشرح هذه الظاهرة. في عام 1973، اكتشف ديفيد جروس وفرانك ويلشيك وديفيد بوليتزر أن النظرية المعروفة باسم الديناميكا اللونية الكمومية (Quantum Chromodynamics - QCD) لها الخاصية المطلوبة، وهي أنها تتنبأ بأن القوة بين الكواركات تصبح أصغر كلما اقتربت من بعضها البعض، بحيث يتصرفون على مسافات قصيرة كما لو كانوا أحرارًا هذه الخاصية تسمى "الحرية المقاربة". وفي عام 2004، حصل جروس وويلشيك وبوليتزر على جائزة نوبل في الفيزياء لاكتشافهم. وقد أكدت التجارب الشاملة أن QCD هي بالفعل النظرية الأساسية التي تصف القوة القوية.

"إن وجهة النظر المقبولة اليوم هي أن جميع القوى الأساسية في الطبيعة، ربما باستثناء الجاذبية، يتم وصفها من خلال نظريات تشبه بنيتها الرياضية نظرية QCD. وتسمى هذه النظريات بنظريات المعايرة غير الأبيلية. وبهذا المعنى، وبالنظر إلى الوراء، فإن قياس بيوركين لم يؤد فقط إلى الاكتشاف التجريبي للكواركات، ولكنه أشار أيضًا إلى الطريق نحو البنية الرياضية التي تصف جميع القوى الأساسية.

المستعرات الأعظم كأداة لقياس توسع الكون

"كرس روبرت كيرشنر حياته المهنية للبحث في أحدث علم الكونيات ودراسة نجوم المستعرات الأعظم. لقد أنشأ المجموعة والبنية التحتية العلمية واتجاهات البحث التي سمحت لطلابه الباحثين وزملائه في مرحلة ما بعد الدكتوراه باكتشاف التسارع في معدل توسع الكون. يعد هذا الاكتشاف معلمًا أساسيًا في الفيزياء وعلم الفلك ويشكل تحديًا كبيرًا أمام المنظرين."

"في عام 1974، اخترع كيرشنر مع جون كوان طريقة لقياس معدل توسع الكون بناءً على ملاحظات نجوم المستعرات الأعظم. كان لا بد من التغلب على العديد من العوائق الصعبة، خاصة الانزياح الأحمر للنجوم بسبب تأثير الغبار بين المجرات، قبل أن يتم استخدام نجوم المستعرات الأعظم لقياس المسافات الكونية بدقة كافية للكشف عن التغير في معدل توسع الكون. في الثمانينيات، كان البحث الذي أجراه البروفيسور كيرشنر حول رصد انفجارات نجوم المستعرات الأعظم باستخدام أطوال موجية مختلفة هو البحث الأكثر شمولاً من نوعه في العالم وأدى إلى اعتراف المجتمع العلمي بنجوم المستعرات الأعظم من النوع Ia كأداة مثالية لدراسة الكون على نطاق واسع. المسافات. لقد كانت خطوة أساسية نحو المرحلة التالية، وهي اكتشاف الزيادة في معدل توسع الكون".

كما ترأس كيرشنر برنامجًا بحثيًا تم فيه استخدام تلسكوب هابل الفضائي لقياس أطياف نجوم المستعرات الأعظم من النوع Ia في المنطقة فوق البنفسجية. أتاحت النتائج معايرة تأثير الانزياح الأحمر بدقة على ضوء نجوم المستعرات الأعظم على مسافات مختلفة. وتستخدم جميع مجموعات أبحاث المستعرات الأعظم الآن هذه البيانات الحيوية.

"أشرف كيرشنر على إنشاء فريق البحث HIGH Z SUPERNOVA TEAM، وهو أحد المجموعتين البحثيتين اللتين كان لهما الفضل في اكتشاف تسارع توسع الكون. جمع حوله مجموعة من طلاب الأبحاث من الدرجة الأولى، مثل بريان شميت وآدم ريس، وقادهم نحو طرق بحث عملية وفعالة لتتبع نجوم المستعرات الأعظم من النوع Ia، بطريقة تمكن من اكتشاف النتيجة الموثوقة التي يتوصل إليها الجميع. وكان المتوقع في ذلك الوقت، وهو تباطؤ توسع الكون. وكان من المهم بشكل خاص إصرار كيرشنر على جمع البيانات بأكثر من لون، وذلك للسماح بالفصل بين تأثيرات الغبار والحركة الكونية في تحليل البيانات المتعلقة بكثافة الضوء ولونه. "