فیزیک ذرات: پیشنهاد سرن برای ایجاد یک برخورددهنده بزرگتر

به گزارش خبرگزاری میکروفون نیوز (محا) آزمایشگاه فیزیک ذرات سرن پیشنهاد تازه اش برای ایجاد یک برخورددهنده جدید ذرات به نام “برخورددهنده مدور آینده” (اف سی سی) که جایگزین کوبنده فعلی ذرات (ال اچ سی) خواهد شد را منتشر کرده است.

به گزارش بی بی سی مسئولان سرن ساخت شتاب دهنده ای را پیشنهاد کرده اند که با محیطی ۱۰۰ کیلومتری تقریبا چهار برابر بلندتر و ده بار قدرتمندتر از نمونه کنونی است.

هدف این پروژه تلاش برای یافتن ذرات بنیادی تر تشکیل دهنده اتم تا سال ۲۰۵۰ اعلام شده است.

منتقدان می گویند که این بودجه را می توان برای مصارف بهتر مثل تحقیقات برای مقابله با گرمایش زمین به کار گرفت.

اما پروفسور فابیولا جیانوتی مدیر کل سرن پیشنهاد تازه را “یک دستاورد ستودنی” توصیف کرد.

او گفت: “این نشان دهنده پتانسیل فوق العاده اف سی سی برای بهبود دانش ما از فیزیک بنیادی و پیشبرد بسیاری از فناوری ها با تاثیر گسترده بر جامعه است.”

طرح های سرن که در گزارشی ارائه شده را هیاتی بین المللی از فیزیکدان ها در کنار سایر پیشنهادها بررسی خواهد کرد تا برای انتشار استراتژی تازه اروپا برای فیزیک ذرات در سال ۲۰۲۰ آماده شود.

برای این کار ابتدا تونلی در زیر سرن حفر خواهد شد تا حلقه شتاب دهنده جدید در آن نصب شود. اولین ماموریت این حلقه کوبیدن الکترون ها به همتای مثبت آنها به نام پوزیترون هاست.

مرحله بعدی شامل نصب یک حلقه بزرگتر برای کوبیدن هسته اتم های سرب با الکترون هاست.

مراحل یک و دو زمینه را برای گام نهایی یعنی کوبیدن هادرون های بزرگ با قدرتی تقریبا ده برابر “ال اچ سی” فراهم می کند.

FCC Ring
حق نشر عکسCERN
شتاب دهنده تازه اگر ساخته شود تقریبا چهار برابر بلندتر و ده بار قدرتمندتر از نمونه کنونی است

به دنبال ابعاد تازه

فیزیکدان ها امیدوارند این نوع برخوردها ابعاد تازه ای از ذرات را فاش کند، ابعادی که جهان بر پایه آنها می گردد.

نظریه کنونی ذرات تشکیل دهنده اتم به نام “مدل استاندارد” یکی از دستاوردهای بزرگ قرن بیستم بوده است.

این نظریه رفتار ماده و نیروها را براساس تعامل میان خانواده ای متشکل از ۱۷ ذره توضیح می دهد. آخرین اینها، بوزون هیگز، در سال ۲۰۱۲ در برخورددهنده بزرگ ذرات در سرن کشف شد.

اما مشاهدات اخترشناسان به وجود چیزی بیش از آنچه که مدل استاندارد توضیح می دهد اشاره دارد. کهکشان ها با سرعتی بیش از آنکه باید می گردند و سرعت انبساط جهان به جای آنکه در حال کند شدن باشد درحال شتاب گرفتن است. به علاوه مدل استاندارد قوه گرانش را توضیح نمی دهد.

به همین دلیل فرض می شود که فرآیند عمیق تری با حضور ذرات کشف نشده دیگر در جریان باشد. کشف آنها می تواند فیزیکدان ها را به یک نظریه “فراگیر” که به شدت دنبال آن هستند نزدیکتر کند.

نظریه ای که همه نیروهای طبیعت را به هم پیوند دهد و دو رکن اساسی فیزیک مدرن یعنی نسبیت عام و مکانیک کوانتوم را متحد کند.

New, more powerful magnets capable of bending the FCC's more powerful beam are being developed at Cern.
حق نشر عکسCERN
مغناطیس های قدرتمندتر تازه که توانایی خم کردن اشعه ذرات در کوبنده جدید را داشته باشند در سرن درحال طراحی است

وقتی فیزیکدان ها برای اولین بار ساخت “ال اچ سی” را پیشنهاد کردند می دانستند که اگر مدل استاندارد صحیح باشد، این برخورددهنده می تواند به کشف هیگز منجر شود.

آنها امیدوار بودند که این دستگاه همچنین به کشف ذراتی ورای مدل استاندارد منجر شود، کشفی که تاکنون از آن بازمانده است.

یکی از مشکلات پیشنهاد تازه برای ساخت کوبنده های بزرگتر هادرون این است که کسی نمی داند برای کشف ابرذرات مرموز مورد نظر، ذرات هادرون باید با چه قدرتی به هم کوبیده شوند.

سرن امیدوار است که مرحله به مرحله بودن آزمایش هایش (اگر کوبنده بزرگتر ساخته شود)، به فیزیکدان ها امکان دهد دنبال ارتعاش ناشی از این ابرذرات بگردند.