آغاز به کار برخورد‌ دهنده هادرونی پس از ۳ سال وقفه؛ آیا راز هستی در سرن کشف خواهد شد؟

پس از یک وقفه سه ساله و برای شروع فعالیت مجدد، دانشمندان با تزریق ۴۵۰ میلیارد الکترون‌ولت انرژی به تونل ۲۷ کیلومتری سرن (CERN) در عمق یکصد متری زمین، دو پرتو حاوی پروتون را در جهت مخالف یکدیگر به حرکت درآورند. این برخورد اگر با انرژی مناسب انجام پذیرد می‌تواند شرایط شکل‌گیری جهان در ۱۳.۸ میلیارد سال پیش را در مقیاس بسیار کوچک بازتولید کند.

کد خبر: ۶۷۳۳۷۳

تاریخ: ۰۶ ارديبهشت ۱۴۰۱ - ۲۱:۵۵

یورونیوز: برخورد دهنده هادرونی بزرگ که بزرگترین و قدرتمندترین شتاب‌دهنده ذرات در جهان به شمار می‌رود، روز ۲۲ آوریل پس از سه سال کار تعمیر و ارتقاء تجهیزات بار دیگر در موسسه آزمایشگاهی فیزیک سرن سوئیس آغاز به کار کرده است.

رودری جونز، رئیس بخش پرتوهای سرن، در این خصوص گفت: «این پرتوهای اولیه نشان دادند که پدال گاز تونل پس از تلاش‌های به عمل آمده در زمان خاموشی دستگاه با موفقیت کار می‌کند. هرچند هنوز برای تست برخوردهای پرانرژی و با شدت بالا چند ماه دیگر زمان لازم است.»

رکورد جهانی سطح انرژی در سرن ۱۳.۶ تریلیون الکترون‌ولت است، یعنی حدود ۳۰ برابر انرژی استفاده شده در تست آماده‌سازی اولیه. مایک لامونت، مدیر بخش شتاب‌دهنده‌ها و فناوری در سرن، گفت: «در زمان دومین تعطیلی طولانی مجموعه شتاب‌دهنده سرن، ماشین‌ها و تأسیسات تحت ارتقای اساسی قرار گرفتند. یک عملیات به‌روزرسانی‌ هم برای یکپارچه سازی شبکه انجام گرفته و حالا دستگاه با سطح انرژی بالاتری کار می‌کند که باعث می‌شود داده‌های قابل توجه بیشتری در اختیار داشته باشیم.»

دانشمندان انتظار دارند با اتمام آماده‌سازی اولیه که به تدریج صورت خواهد پذیرفت، عملیات اصلی از تابستان امسال برای یک دوره چهار ساله داده‌گیری شروع شود.

بازسازی شتاب‌دهنده هادرونی بزرگ به این دستگاه این امکان را داده است تا بتواند تعداد برخوردهای پروتونی‌اش را تا سه برابر بالا ببرد. در همین حال یک آشکارساز تخصصی به نام آلیس (ALICE) که برای مطالعه برخورد یون‌های سنگین در سرن استفاده می‌شود به لطف عملیات ارتقاء خواهد توانست تا ۵۰ برابر برخورد یونی ثبت کند.

آلیس در کنار اطلس، سیم‌لوله فشرده میونی، توتم، ال‌اچ‌سی‌بی و ال‌اچ‌سی‌اف، شش آشکارساز اصلی برخورددهنده هادرونی بزرگ در سرن را تشکیل می‌دهند.

تعداد بی‌سابقه‌ای که از این برخوردهای پرتو‌ها ثبت خواهد شد به تیم‌های بین‌المللی فیزیکدانان در سرن و سراسر جهان اجازه می‌دهد تا «بوزون هیگز» (ملقب به «ذره خدا») را با جزئیات کامل مطالعه کنند و مدل استاندارد فیزیک ذرات را تحت ریزبینانه‌ترین موشکافی‌ها و سخت‌ترین آزمایش‌ها قرار دهند. به‌روزرسانی‌های جدید آلیس همچنین به اخترشناسان این امکان را خواهد داد تا به جستجوی فیزیک فراتر از مدل استاندارد بپردازند.

به فاصله چند میکروثانیه پس از وقوع مه‌بانگ (یا همان بیگ‌بنگ) که آغاز جهان ما را رقم زد، حالتی ایجاد شد که به آن اصطلاحا «سوپ کوارک» گفته می‌شود. در این فاز، ماده تنها به شکل بنیادی‌ترین ذرات سازنده خود (کوارک و گلوئون) وجود داشت.

دانشمندان می‌گویند مطالعه این حالت ماده می‌تواند کمک به سزایی در شناخت ما از چگونگی آغاز جهان داشته باشد، با این حال این ماده تا یک دهه پیش دست‌نیافتنی بود تا اینکه مرکز تحقیقات سرن توانست با تولید گرمایی برابر ۶ تریلیون درجه سانتی‌گراد این حالت پلاسما از ماده را تولید کند.

پژوهشگران اعتقاد دارند در این حالت از ماده، قوانین مدل استاندارد فیزیک در هم می‌شکند.

دانشمندان در سرن در تلاشند تا بتوانند علاوه بر راز سیاه چاله‌ها، انرژی‌های تاریک و انبساط هستی، بتوانند سرعت غیرقابل تصور کهکشان ها را نیز توضیح دهند.

سرن یا سازمان اروپایی پژوهش‌های هسته‌ای بزرگ‌ترین آزمایشگاه فیزیک ذرات در جهان است که در سال ۱۹۵۴ در مرز سوئیس و فرانسه ایجاد شد. در این سازمان که بودجه‌‌اش توسط ۲۰ کشور اروپایی تامین می‌شود، حدود ۸ هزار دانشمند و مهندس به نمایندگی از نزدیک به ۶۰۰ دانشگاه و موسسه پژوهشی جهان مشغول به کار هستند.