شروع بزرگترين آزمايش‌هاي فيزيک در تاريخ بشر

آزمايش قوي‌ترين شتاب‌دهنده ذرات جهان

کد خبر: ۱۷۸۶۷

تاریخ: ۲۱ شهريور ۱۳۸۷ - ۰۹:۴۰

آزمايش‌هاي قوي‌ترين شتاب‌دهنده جهان «ال.اچ.سي» که بزرگترين آزمايش‌هاي فيزيک و فيزيک ذرات در تاريخ بشر به شمار مي‌رود، ديروز دهم سپتامبر در مرکز سازمان اروپايي پژوهش‌هاي هسته‌اي به نام «سي.اي.آر.ان» و يا «سرن» در ژنو آغاز شد.

هدف آزمايش‌هاي اين شتاب‌دهنده 27 کيلومتري که حدود 100 متر زير زمين است، پاسخ به پرسش‌هاي بزرگ فيزيک از طريق برخورد پروتون‌ها با يکديگر با سرعت نور (سيصد هزار کيلومتر در ثانيه) است؛ اين که چرا در جهان ما ضد ماده وجود ندارد؟ در مهبانگ و انفجار بزرگ چه اتفاق و حادثه‌اي رخ داده است؟ آيا ذرات اسرارآميز «هيگز ـ بوزون» واقعا وجود دارند که طبق مدل و تئوري استاندارد در فيزيک به ذرات بنيادي جرم اعطا مي‌کنند؟ از جمله اين پرسش‌ها هستند.

اين آزمايش‌ها تحت تدابير شديد امنيتي انجام مي‌‌شود و از ماه‌ها پيش ورود به بخش‌ها و تأسيسات حساس اين شتاب‌دهنده، صرفا با کارت‌هاي ويژه الکترونيکي ممکن است. حمله هکرها به شبکه کامپيوتري مرکز «سي.اي.آر.ان»، يکي از نگراني‌هاي مسئولان اين مرکز بزرگ تحقيقاتي است.

حتي برخي از پژوهشگران، از جمله «اوتو روسلر» از شهر توبينگن در آلمان، از مخالفان آزمايش‌هاي شتاب‌دهنده ‌هادرون هستند، اما شکايت وي عليه آغاز فعاليت اين شتاب‌دهنده با شکست روبه‌رو شد.

در حاليکه روسلر نگران است که با آزمايش‌هاي شتاب‌دهنده مرکز سرن، «حفره‌هاي تاريک» ايجاد شده و تمام زمين را در خود ببلعد ـ که البته کارشناسان اين مرکز علمي، اين ديدگاه را رد کرده‌اند ـ اما داستان «شتاب‌دهنده شومي» که مي‌تواند بشريت را نابود کند، همچنان وجود دارد. حتي تهديدات مرگ عليه «فرانک ويلچک» فيزيکدان و دارنده جايزه نوبل نيز به خاطر ساخت شتاب‌دهنده ‌هادرون «ال.اچ.سي» وجود داشته است؛ اين شتاب‌دهنده، نتيجه کار دسته جمعي و تيمي هزاران پژوهشگر و دانشمند از سراسر جهان است.

طراحي و ساخت قطعات مهم دتکتورهاي قوي و تحقق هر يک از چهار آزمايش اين شتاب‌دهنده شامل «اطلس»، «آليس»، «سي.ام.اس.» و «ال.اچ.سي.بي»، به عهده چندين دانشگاه و مؤسسه علمي بوده است.

اين شتاب‌دهنده بيش از 7 هزار تن وزن دارد و به عنوان دوربيني براي تصويربرداري و ثبت ذرات بنيادي به شمار مي‌رود و قوي‌ترين شتاب‌دهنده ذرات در تاريخ بشر است. طراحي و ساخت اين شتاب‌دهنده، بيست سال طول کشيد و فيزيکدانان بر اين باورند که اين پروژه، پيچيده‌ترين پروژه در تاريخ بشر است.
با اين شتاب‌دهنده مي‌توان به عمق ميکروهستي و گيتي و ذرات نظر کرد و به جهان سابق و مهبانگ و پيدايش جهان نزديکتر شد. قرار است بيش از ده هزار پژوهشگر و دانشمند در سال‌هاي آينده با اين شتاب‌دهنده آزمايش‌هاي خود را انجام دهند.

1232 آهن‌رباي پانزده متري، نگهداري ذرات روي محور شتاب‌دهنده را به عهده دارند. اين آهن رباها بايد تا 271 درجه سانتيگراد خنک شوند تا بتوانند فعاليت ذراتي را محقق کنند که با سرعت نور بر روي محور شتاب‌دهنده در حرکت هستند.

اين ذرات، ميلياردها پروتون يعني هسته اتم‌هاي هيدروژن هستند و در ابعاد بسته کبريت، بسته‌بندي شده‌اند. نيمي از اين بسته‌ها در راستاي حرکت عقربه ساعت و نيمي نيز در جهت عکس در حرکتند و اين ابرهاي پروتوني در برخي از نقاط با تمام قدرت با يکديگر برخورد مي‌کنند.

«پتر هيگز» فيزيکدان انگليسي و پدر ذرات بنيادي «هيگز- بوزون» مي‌گويد: شتاب‌دهنده جديد «ال.اچ.سي» که قرار است شهريور ماه آزمايش‌هاي خود را آغاز کند، وجود ذرات هيگز را ثابت خواهد کرد. هيگز مي‌گويد، شتابدهنده عظيم «ال.اچ.سي»، احتمالا مي‌تواند بسيار زود شواهد و اطلاعاتي از ذرات هيگز کشف و پيدا کند.
ذرات هيگز و همچنين ميدان هيگز قرار است کيفيت پيدايش جرم در ذرات بنيادي ابر اتمي را تشريح کنند، در حالي که اين تئوري امروزه به عنوان رکن اصلي فيزيک نوين قلمداد مي‌شود، اما از چهل سال پيش تاکنون از طريق يک آزمايش ثابت نشده است.

هيگز با توجه به آغاز آزمايش‌هاي شتاب‌دهنده «ال.اچ.سي.» در مرکز سازمان اروپايي پژوهش‌هاي هسته‌اي به نام «سي.اي.آر.ان» و يا «سرن» در ژنو مي‌گويد: از زمان شروع اين آزمايش‌ها، دست‌كم دو سال طول خواهد کشيد تا واقعا نتايج قانع کننده‌اي به دست آيد.
اين فيزيکدان مشهور جهاني افزود: دليل اين امر مدت زمان زيادي است که براي ارزيابي داده‌ها نياز است. هيگز 79 ساله که در ادينبورگ زندگي مي‌کند، در دهه 1960 ميلادي، موجوديت ذرات هيگز را به طور تئوري پيش‌بيني کرد. کارشناسان و متخصصان احتمال مي‌دهند در صورتي که آزمايش‌ها واقعا اين ذرات را ثابت کنند، پتر هيگز، مطمئنا يکي از نامزدهاي کسب جايزه نوبل فيزيک خواهد بود.

هزينه ساخت شتاب‌دهنده «ال.اچ.سي.» دو ميليارد يورو پيش‌بيني شده بود، اما اين رقم به سه ميليارد يورو افزايش يافت و مرکز اروپايي سرن براي تأمين اين بودجه، پروژه‌هايي را مسکوت گذاشت که با اين شتاب‌دهنده رابطه نداشتند. زمان آغاز به کار اين شتاب‌‌دهنده نيز از سال 2005 به 2008 ميلادي موکول شد.

مرکز سرن که از آن به عنوان مرکز اروپايي براي فيزيک ذرات نيز ياد مي‌شود، در سال 1954 ميلادي در ده ميرين در نزديکي ژنو راه‌اندازي شده است و هم‌اكنون بيست کشور عضو آن هستند. آلمان بزرگترين حامي مالي اين مرکز علمي است و يک‌پنجم بودجه سالانه آن را تأمين مي‌کند. اين مرکز سه هزار نفر شاغل دارد و حدود شش هزار پژوهشگر ميهمان از سراسر جهان نيز در اين مرکز فعاليت مي‌کنند که بزرگترين مرکز پژوهش ذرات در جهان است.

در حالي که آمريکايي‌ها در سال‌هاي گذشته، پنج جايزه نوبل فيزيک را از آن خود كرده‌اند و صرفا  دو پژوهشگر مرکز اروپايي سرن، تاکنون اين جايزه را به دست‌ آورده‌اند، اما هم‌اکنون کارشناسان احتمال مي‌دهند که نتايج آزمايش‌هاي شتاب‌دهنده «ال.اچ.سي.» اين تناسب را به سود پژوهشگران مرکز سرن تغيير خواهد داد.

مترجم: مرتضي جواديان

منابع: مجله اشپيگل و دويچلندراديو

اخبار مرتبط: ثانيه‌شماري براي بازسازي لحظه تشکيل کائنات