cern-agagiya

شتاب دهنده ذرات در سرن چه کاری انجام می دهد؟

Agagiya Telegram Channel

نکته اول در مورد شتاب دهنده ذرات :

در این شتابه دهنده پروتونها با سرعتی نزدیک به سرعت نور بهم کوبیده میشوند. ذره ی بوزون هیگز در سال ۱۹۶۴ پیش بینی شده بود و اعلام کشف ان ۴۰ سال بعد در سال ۲۰۱۲ تایید شد و افراد مربوطه توانستند جایزه نوبل را ببرند . این شتاب دهنده شش ماه پارسال فعال بود و با انرژی ۱۳ ترا الکترون ولت فعالیت میکرد و قرار است ۲۷۳۶۰۰ میلیارد پروتون را به یکدیگر در مسیر مخالف بکوباند .و باوجود سیزده تراالکترون ولت انرژی ما شاهددو میلیارد بر خورد در هر ثانیه خواهیم بود . وقتی شما دار چنین ابعادی انتظار چیزهای جدید تری دارید باید تعداد ضربات را بیشتر بکنید . دانشمندان معتقدند در طی سال جاری و سالهای اتی موفق به کشف ذرات جدیدتر و حتی پرده برداری از ابعاد بیشتر کیهان را خواهند بود .

نکته دوم در مورد شتاب دهنده ذرات :

ذرات پروتون را تا مرز سرعت نور قبل از برخورد دادنشان با یکدیگر شتاب میدهد. پروتون ها ذراتی هستند که در هسته ی اتم قرار دارند و اندازه ی آنها به سختی به یک هزارم میلیون میلیون متر میرسد. آنها آسانترین ذرات گرفته شده از هیدرون هستند از اتم هایی ساده با یک پروتون و یک الکترون به دورشان. سیستم LHC با حجمی از گار هیدروژن آغاز به کار میکند که از طریق میدانی الکتریکی به سیستم فرستاده میشوند تا الکترون ها از اتم دور شوند و تنها پروتون ها باقی بمانند. میدان های الکتریکی و مغناطیسی کلیدی برای شتاب ذره هستند : چون پروتون ها بار الکتریکی مثبت هستند در میدان الکتریکی شتاب میگیرند و در میدان مغناطیسی داخل حلقه خم میشوند.

فرآیند صعود :

شتاب دادن میلیاردها پروتون تا نزدیکی سرعت نور و جهت دادن آنها در مسیر LHC و سپس برخورد دادن آنها با یکدیگر یک عمل تعادل ظریفانه است که توسط ابزاری با ولتاژ بسیار بالا و آهن رباهای غول پیکر انجام میشود. این یک موفقیت تکنیکی شگفت انگیز است. در واقع یکی از برنامه های مهم تحقیقاتی فیزیک ذرات توسعه ی تکنولوژی در این زمینه است. از درمان سرطان پروتونی گرفته تا شبکه ی اینترنت جهانی.

نکته سوم در مورد شتاب دهنده ذرات :

دانشمندان امیدوارم در این ازمایشگاه عظیم پرده از رموز مهم فیزیک و کیهان بردارند .ذرات پروتونها در یک مسیر ۲۷ کیلومتری دایره ای با سرعت نزدیک نور بهم کوبیده میشوند . اما دانشمندان دقیقا در اینجا به دنبال اثبات چه مسائلی هستند :

۱)ابر تقارن :

بوزون هیگز ذره ای بود که بر اساس فیزیک استاندارد چند دهه قبل پیش بینی شد و سال ۲۰۱۲ ردپایی از ان کشف شد . ولی از نظر فیزیک دانها این نظریه کمی ناقص هست . دانشمندان به دنبال ذرات ابر تقارن هستند .

۲)ماده تاریک :

میدانیم ماده تاریک هیچ نور و تابشی از خود گسیل نمیدهد و فقط از روی تاثیرات گرانشی ان در کیهان قابل شکار بررسی هست .و تقریبا حدود ۲۵-۲۶ درصد کیهان را در بر گرفته است . کشف ماده تاریک میتواند از بوزون هیگز مهمتر و هیجان انگیز تر باشد .یکی از ذراتی که بر طبق ابرتقارن پیش بینی میشود میتواند کاندیدای ماده تاریک نیز باشد . فیزیک دانها حدس میزنند این ذره باید بسیار بسیار سنگین باشد برای همینه در شتاب دهنده سرن نیازمند انرژی بسیار بالایی هستیم . همین علت هست که این ذره فرضی با ذرات دیگر تعامل بسیار ضعیفی دارد .

۳)ضد ماده :

در فیزیک به ما گفته میشود هر ذره یک دوقلوی ضد دارد که همه ویژگی های ذره را دارا است ولی دارای بار مخالف ان ذره میباشد .{مثلا الکترون ذره ای با بار منفی هست ولی ضد الکترون که به ان پوزیترون گفته میشود همه خصوصیات الکترون را دارد ولی بارش مثبت است } فیزیک دانها بر همین اساس پیش بینی میکنند در بیگ بنگ مقدار یکسانی از ماده و ضد ماده تولید شد – هر زمان ماده و ضد ماده در تماس با هم قرار گیرند یکیدیگر را نابود میکنند . ایا اگر ماده و ضد ماده یکسان میبود نباید کیهان ما نابود میشد ؟. بر همین اساس مشخصه درصد کمی ماده بیشتر از ضد ماده بود دلیش بر فیزیک دانها پوشیده است . امید بر ان است در شتاب دهنده سرن راز این مساله نیز افشا گردد

۴)گرانش :

در بین ۴ نیروی شگفت انگیز طبیعت گرانش دارای قدرت ضعیفتری است . گرانش با مدل استاندارد کار نمیکند و جوابی نمیدهد . حتی در بین ذرات ریزاتمی جاذبه کارایی ندارد .برخی فیزیک دانها میگوییند ذره گرانش همان گراویتونها هستند . که ممکنه در شتاب دهنده بزرگ کشف شود . برخی دیگر میگویند منشا گرانش در ابعاد اظافی است برای همین مساله ایجاد مینی سیاه چاله ها را در سرن مطرح میکنند که البته شواهدی از این مهم دست پیدا کردند .

۵)انرژی تاریک :

وقتی کیهان شناسان متوجه شدند جهان در حال انبساط است و میزان شتاب ان بالا میرود . این مساله انقلابی در درک ما از فیزیک کیهان شناسی داشت . این مساله میگفت گرانش تنها نیروی تاثیر گذار در مقیاس بزرگ و مساله انبساط نیست بلکه نیروی دیگری باید در کار باشد که ما کوچکترین اطلاعاتی در موردش نداریم . ۷۰ درص کیهان ما را نیز در بر گرفته است . فیزیک دانها امیدوارند شتاب دهنده سرن انقلابی در درک فیزیک کوانتومی ما داشته باشند .

چای لاغری دکتر سینا




پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *