شروع بزرگترین آزمایشات فیزیک تاریخ بشر

آزمایشات قوی ترین شتابدهنده جهان " ال.اچ.سی." که عظیم ترین آزمایشات فیزیک و فیزیک ذرات در تاریخ بشر محسوب می شود، دیروز (10 سپتامبر) در مرکز سازمان اروپایی پژوهش های هسته ای موسوم به "سی.ای.آر.ان." و یا "سرن" در ژنو شروع شد.

به گزارش سرویس بین المال تابناک به نقل از مجله اشپیگل و دویچلندرادیو؛ هدف آزمایشات این شتاب دهنده 27 کیلومتری که حدود 100 متر زیر زمین قرار دارد، پاسخ به سوالات بزرگ فیزیک از طریق اصابت و برخورد پروتون ها با یکدیگر با سرعت نور (300 هزار کیلومتر در ثانیه) است.
اینکه چرا در جهان ما ضدماده وجود ندارد؟ در مهبانگ و انفجار بزرگ چه اتفاق و حادثه ای رخ داده است؟ آیا ذرات اسرارآمیز "هیگز- بوزون" واقعا وجود دارند که طبق مدل و تئوری استاندارد در فیزیک به ذرات بنیادی جرم اعطاء می کنند؟ از جمله این سوالات هستند.
این آزمایشات تحت تدابیر شدید امنیتی انجام می شود و از ماهها پیش ورود به بخش ها و تاسیسات حساس این شتاب دهنده صرفا با کارت های ویژه الکترونیکی ممکن است. حمله "هکرها" به شبکه کامپیوتری مرکز "سی.ای.آر.ان."، یکی از نگرانی های مسوولین این مرکز عظیم تحقیقاتی است.
حتی برخی از پژوهشگران از جمله "اوتو روسلر" از شهر توبینگن در آلمان جزو مخالفین آزمایشات شتاب دهنده هادرون هستند اما شکایت وی علیه شروع فعالیت این شتاب دهنده با شکست مواجه شد.

در حالیکه روسلر نگران است که طی آزمایشات شتابدهنده مرکز سرن، "حفره های تاریک" ایجاد شده و تمام زمین را در خود ببلعد که کارشناسان این مرکز علمی این دیدگاه را رد کرده اند، اما داستان "شتاب دهنده شومی" که می تواند بشریت را نابود کند، همچنان وجود دارد. حتی تهدیدات مرگ علیه "فرانک ویلچک" فیزیکدان و دارنده جایزه نوبل نیز به خاطر ساخت شتاب دهنده هادرون "ال.اچ.سی." وجود داشته است. این شتاب دهنده نتیجه کار دسته جمعی و تیمی هزاران پژوهشگر و دانشمند از سراسر جهان است.
طراحی و ساخت قطعات مهم دتکتورهای قوی و تحقق هریک از چهار آزمایش این شتاب دهنده شامل "اطلس"، "آلیس"، "سی.ام.اس." و "ال.اچ.سی.بی."، به عهده چندین دانشگاه و موسسه علمی بوده است.

این شتاب دهنده بیش از 7 هزار تن وزن دارد و به عنوان دوربینی برای تصویربرداری و ثبت ذرات بنیادی محسوب می شود و قوی ترین شتاب دهنده ذرات در تاریخ بشر است. طراحی و ساخت این شتاب دهنده 20 سال طول کشید و فیزیک دانان معتقدند که این پروژه، پیچیده ترین پروژه در تاریخ بشر است.
با این شتاب دهنده می توان به عمق میکروهستی و گیتی و ذرات نظر کرد و به جهان سابق و مهبانگ و پیدایش جهان نزدیک تر شد. بیش از 10 هزار پژوهشگر و دانشمند قرار است در سال های آینده با این شتاب دهنده آزمایشات خود را انجام دهند.

1232 آهن ربای 15 متری، نگهداری ذرات بر روی محور شتاب دهنده را به عهده دارند. این آهن رباها باید تا 271 درجه سانتیگراد خنک شوند تا بتوانند فعالیت ذراتی را محقق کنند که با سرعت نور بر روی محور شتاب دهنده در حرکت هستند.

این ذرات، میلیاردها پروتون یعنی هسته اتم های هیدروژن هستند و در ابعاد بسته کبریت، بسته بندی شده اند. نیمی از این بسته ها در جهت حرکت عقربه ساعت و نیمی نیز در جهت عکس در حرکت هستند و این ابرهای پروتونی در برخی از نقاط با تمام قدرت با یکدیگر اصابت می کنند.
"پتر هیگز" فیزیکدان انگلیسی و پدر ذرات بنیادی "هیگز- بوزون" معتقد است که شتاب دهنده جدید "ال.اچ.سی" که قرار است شهریور ماه آزمایشات خود را آغاز کند، وجود "ذرات هیگز" را ثابت خواهد کرد. هیگز می گوید، شتابدهنده عظیم "ال.اچ.سی" احتمالا قادر است بسیار زود شواهد و اطلاعاتی در رابطه با ذرات هیگز کشف و پیدا کند.
"ذرات هیگز" و همچنین "میدان هیگز" قرار است کیفیت پیدایش جرم در ذرات بنیادی ابراتمی را تشریح کنند. در حالیکه این تئوری امروزه به عنوان رکن اصلی فیزیک نوین قلمداد می شود اما این تئوری از 40 سال پیش تاکنون از طریق یک آزمایش ثابت نشده است.

هیگز با توجه به شروع آزمایشات شتاب دهنده "ال.اچ.سی." در مرکز سازمان اروپایی پژوهش های هسته ای موسوم به "سی.ای.آر.ان." و یا " سرن" در ژنو می گوید، از زمان شروع این آزمایشات حداقل 2 سال طول خواهد کشید تا واقعا نتایج قانع کننده ای کسب شود. این فیزیکدان مشهور جهانی افزود، دلیل این امر مدت زمان زیادی است که برای ارزیابی داده ها نیاز است. هیگز 79 ساله که در ادینبورگ زندگی می کند، در دهه 1960 میلادی موجودیت ذرات هیگز را بطور تئوری پیش بینی کرد. کارشناسان و متخصصین احتمال می دهند که در صورتیکه آزمایشات واقعا این ذرات را ثابت کنند، "پتر هیگز" مطمئنا یکی از نامزدهای کسب جایزه نوبل فیزیک خواهد بود.
هزینه ساخت شتابدهنده "ال.اچ.سی." دو میلیارد یورو پیش بینی شده بود اما این رقم به 3 میلیارد یورو افزایش یافت و مرکز اروپایی سرن برای تامین این بودجه، پروژه هایی را مسکوت گذاشت که با این شتاب دهنده رابطه نداشتند. زمان آغاز و شروع کار این شتاب دهنده نیز از سال 2005 به 2008 میلادی موکول شد.

مرکز سرن که از آن به عنوان مرکز اروپایی برای فیزیک ذرات نیز یاد می شود، در سال 1954 میلادی در ده میرین در نزدیکی ژنو تاسیس شده است و در حال حاضر 20 کشور عضو آن هستند . آلمان بزرگترین حامی مالی این مرکز علمی است و یک پنجم بودجه سالانه آن را تامین می کند. این مرکز 3 هزار نفر شاغل دارد و حدود 6 هزار پژوهشگر میهمان از سراسر جهان نیز در این مرکز فعالیت می کنند که عظیم ترین مرکز پژوهش ذرات در جهان است.
در حالیکه آمریکایی ها در سال های گذشته پنج جایزه نوبل فیزیک را به خود اختصاص داده اند، صرفا 2 پژوهشگر مرکز اروپایی سرن تاکنون این جایزه را کسب کرده اند اما هم اکنون کارشناسان احتمال می دهند که نتایج آزمایشات شتابدهنده "ال.اچ.سی." این تناسب را به نفع پژوهشگران مرکز سرن تغییر خواهد داد.
مترجم:مرتضی جوادیان