برخورد دهنده بزرگ هادرونی در آستانه افزایش سطح انرژی بیسابقه است!!
ده سال پس از کشف بوزون هیگز، برخورددهنده بزرگ هادرونی در تلاش برای افشای اسرار بیشتر در مورد نحوه عملکرد کیهان، شروع به درهمشکستن پروتونها در سطوح انرژی بیسابقهای میکند.
بزرگترین و قویترین برخورددهنده ذرات جهان پس از سه سال وقفه برای ارتقا در آمادهسازی برای اجرای سوم، در آوریل دوباره شروع به کار کرد.
سازمان اروپایی تحقیقات هستهای (سرن) هفته گذشته در یک نشست مطبوعاتی اعلام کرد که از روز سهشنبه، تقریباً چهار سال با انرژی بیسابقه 13.6 تریلیون الکترون ولت، به صورت شبانهروزی کار خواهد کرد.
دو پرتو پروتون – ذرات موجود در هسته یک اتم – را در جهت مخالف با سرعت نور در اطراف یک حلقه 27 کیلومتری (17 مایلی) ارسال میکند که در 100 متری زیر مرز سوئیس و فرانسه مدفون شده است.
برخوردهای حاصل توسط هزاران دانشمند به عنوان بخشی از مجموعهای از آزمایشها، از جمله ATLAS، CMS، ALICE و LHCb، ثبت و تجزیه و تحلیل خواهند شد که از قدرت تقویت شده برای کاوش ماده تاریک، انرژی تاریک و دیگر اسرار اساسی استفاده میکنند.
1.6 بیلیون برخورد در ثانیه
مایک لامونت، رئیس شتابدهندهها و فناوری سرن گفت: «هدف ما این است که 1.6 بیلیون برخورد پروتون-پروتون در ثانیه برای آزمایشهای ATLAS و CMS ایجاد کنیم».
او اضافه کرد که این بار دور پرتوهای پروتون به کمتر از 10 میکرون باریک میشود – ضخامت موی انسان حدود 70 میکرون است – تا سرعت برخورد افزایش یابد.
نرخ انرژی جدید به آنها اجازه میدهد تا بوزون هیگز را بیشتر بررسی کنند که برخورد دهنده بزرگ هادرونی برای اولین بار در 4 ژوئیه 2012 مشاهده کرد.
این کشف تا حدودی فیزیک را متحول کرد زیرا بوزون در مدل استاندارد – نظریه جریان اصلی همه ذرات بنیادی سازنده ماده و نیروهای حاکم بر آنها – قرار میگیرد.
با این حال، چندین یافته اخیر سؤالاتی را در مورد مدل استاندارد ایجاد کرده است و برخورددهنده جدید ارتقا یافته به بوزون هیگز با عمق بیشتری نگاه خواهد کرد.
فابیولا جیانوتی، مدیر کل سرن که برای اولین بار کشف بوزون را یک دهه پیش اعلام کرد، گفت: “بوزون هیگز با برخی از عمیقترین سوالات باز در فیزیک بنیادی امروز مرتبط است.”
در مقایسه با اولین حرکت برخورددهنده که بوزون را کشف کرد، این بار 20 برابر بیشتر برخورد خواهد داشت.
لامونت گفت: “این افزایش قابل توجهی است و راه را برای اکتشافات جدید هموار میکند.”
یواخیم منیخ، رئیس تحقیقات و محاسبات سرن گفت که هنوز چیزهای بیشتری درباره بوزون وجود دارد.
“آیا بوزون هیگز واقعا یک ذره بنیادی است یا ترکیبی است؟”
آیا این تنها ذره هیگز مانندی است که وجود دارد – یا ذرات دیگری نیز وجود دارند؟
“فصل جدید فیزیک”
آزمایشهای گذشته جرم بوزون هیگز و همچنین بیش از 60 ذره مرکب پیشبینیشده توسط مدل استاندارد، مانند تتراکوارک را تعیین کردهاند.
اما جیان گیودیس، رئیس بخش فیزیک نظری CERN، گفت که مشاهده ذرات تنها بخشی از کار است.
او گفت: «فیزیک ذرات صرفاً نمیخواهد چگونگی را بفهمد، هدف ما درک چرایی آن است.
از 9 آزمایش برخورد دهنده بزرگ هادرونی میتوان به ALICE اشاره کرد که مادهای را که در 10 میکروثانیه اول پس از انفجار بزرگ وجود داشت و LHCf بررسی میکند که از برخوردها برای شبیهسازی پرتوهای کیهانی استفاده می کند،.
پس از این اجرا، برخورد دهنده در سال 2029 به عنوان LHC با درخشندگی بالا بازخواهد گشت و تعداد رویدادهای قابل تشخیص را 10 برابر افزایش میدهد.
فراتر از آن، دانشمندان در حال برنامهریزی یک برخورد دهنده دایره ای آینده هستند – حلقهای 100 کیلومتری که هدف آن رسیدن به انرژیهای عظیم 100 تریلیون الکترون ولت است.
اما در حال حاضر، فیزیکدانان مشتاقانه منتظر نتایج سومین دوره برخورد دهنده بزرگ هادرونی هستند.
سرن گفت: «فصل جدید فیزیک در حال شروع است.
منبع:
The Large Hadron Collider Is About to Ramp Up to Unprecedented Energy Levels
PIERRE CELERIER, AFP
4 JULY 2022
https://www.sciencealert.com/the-large-hadron-collider-is-about-to-ramp-up-to-unprecedented-energy-levels