تغطية شاملة

مصادم الهادرونات الكبير على وشك أن يبدأ عالمًا جديدًا من فيزياء الجسيمات

إن مجال فيزياء الجسيمات على وشك الدخول إلى مجال غير معروف مع بدء تشغيل مسرع ضخم جديد - مصادم الهادرونات الكبير LCH في جنيف هذا الصيف. في 10 سبتمبر، سيحاول علماء LHC إرسال أول شعاع بروتون ليتم تسريعه حول نفق المسرع

مخطط كاشف أطلس، على جدار مدخل المنشأة. (الصورة: آفي بيليزوفسكي)
مخطط كاشف أطلس، على جدار مدخل المنشأة. (الصورة: آفي بيليزوفسكي)

يجب على مصادم الهدرونات الكبير (LHC) أن يضع النظريات محل النقاش بينهما على المحك، بعد تقديم كم هائل من البيانات التجريبية في السنوات القادمة. قد يتضمن الاختراق المحتمل تفسيرا للعامل الذي يوفر معظم الكتلة في الكون. تتضمن الخيارات الأكثر غرابة أدلة على القوى الطبيعية أشهر أو الأبعاد المخفية في المكان والزمان.

الآن أصبح الأمر نهائيًا: مسرع الجسيمات الجديد آمن للاستخدام

"LHC هي آلة اكتشاف. يقول أبراهام زيدان، أستاذ الفيزياء ومدير معهد سانتا كروز لفيزياء الجسيمات بجامعة كاليفورنيا، سانتا كروز: "نحن لا نعرف ما الذي وجدناه". يعد المعهد من بين المجموعة الأولية من المؤسسات التي تقود مشاركة الولايات المتحدة في LHC. ما يقرب من نصف مجتمع فيزياء الجسيمات التجريبية يركز طاقته على كاشفات أطلس وCMS، وهما أكبر كاشفين من بين أربعة كاشفات منتشرة على طول نفق LHC. يعمل الباحثون في معهد سانتا كروز على مشروع أطلس منذ عام 1994. وهذا هو واحد من فرق عديدة من الفيزيائيين وعلماء الفيزياء الفلكية من جميع أنحاء العالم الذين طوروا في سانتا كروز لمدة 20 عامًا تقنيات صعبة لتتبع الجسيمات دون الذرية عالية الطاقة.

إن حجم مصادم الهادرونات الكبير ضخم بكل المقاييس - حجمه المادي، والطاقات التي سيحققها، وكمية البيانات التي سينتجها، فضلا عن قوة التعاون الدولي المشارك في تصميمه وبنائه وتشغيله. في سبتمبر/أيلول، ستبدأ حزم البروتونات عالية الطاقة بالدوران حول نفق يبلغ طوله 27 كيلومتراً يقع على عمق 100 متر تحت سطح الأرض في CERN - المختبر الأوروبي لفيزياء الجسيمات ومقره جنيف، سويسرا. وبعد فترة من التجارب، ستتقاطع الأشعة داخل الكاشفات وتحدث الاصطدامات الأولى.

وحتى قبل رفع الخطوة إلى الطاقة القصوى في بداية عام 2009، تم تسريع البروتونات الموجودة في المسرع في جنيف إلى طاقات أعلى من أي معجل سابق. إن الحطام الناتج عن هذه الاصطدامات - وابل من الجسيمات دون الذرية التي ستقوم أجهزة الكشف بتتبعها وتسجيلها - سوف يقدم نتائج يمكن أن تغير فهمنا للعالم المادي بشكل جذري.

في محاضرة ألقاها أمام الجمعية الفيزيائية الأمريكية، استعرض زيدن برنامج أبحاث LHC، بما في ذلك الجدول الزمني التقديري للوصول إلى المعالم الرئيسية. أحد المعالم البارزة المتوقعة، على سبيل المثال، هو اكتشاف بوزون هيجز، وهو جسيم افتراضي سيملأ الفراغ الكبير في النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات الذي يوفر كتلة للجسيمات الأولية. وبحسب زيدان، فمن المرجح أن يتم اكتشافه في عام 2010. لكن بالطبع ليس هناك ما يضمن وجود هذا الجسيم بالفعل أو أن الطبيعة ربما وجدت طريقة أخرى لتكوين الكتلة. وقال زيدان: "آمل أن نجد شيئا غير متوقع يصلح لجزيء هيجز".

ومن الناحية التقنية، فإن بوزون هيغز هو افتراض مصمم لشرح خاصية التفاعل بين الجسيمات المعروفة باسم كسر التناظر الكهروضعيف، والذي يعد مصادم الهادرونات الكبير بتفسير الظاهرة، وفقا لعالم الفيزياء النظرية هوارد هوبر. "لقد كنا نناقش هذا الأمر لمدة 30 عامًا، وبطريقة أو بأخرى سيخبرنا LHC كيف تظهر ظاهرة كسر التناظر الكهروضعيف. وقال هابر، أستاذ الفيزياء في جامعة كاليفورنيا في كاليفورنيا: "سيكون هذا تقدمًا أساسيًا". قضى هابر وغيره من المنظرين سنوات في محاكاة الإصدارات المختلفة للطبيعة، ودرسوا آثارها، ووصفوا بالتفصيل الأدلة التي يجب أن نبحث عنها في البيانات التي ستنتجها تجربة LHC. العثور على بوزون هيغز لن يكون سهلاً. سيتعين على المصادم LHC إنتاج كمية كبيرة من هذه الجسيمات (إذا كانت موجودة)، لكن معظمها لن يترك علامة ملحوظة على أجهزة الكشف.

"هذه لعبة صعبة. وقال هابر: "لا يمكن إجراؤها إلا من خلال التحليل الإحصائي لأن هناك عمليات أخرى معروفة يمكنها محاكاة إشارة بوزون هيغز". قد تدعم الأدلة أيضًا نظرية مهمة أخرى، والتي ربما تم اكتشافها مبكرًا. من نواحٍ عديدة، يعد التناظر الفائق احتمالًا أكثر إثارة للاهتمام من بوزون هيغز، على الأقل هذا ما يدعيه المنظر مايكل دين، أستاذ الفيزياء في جامعة كاليفورنيا.

يعد بوزون هيغز في حد ذاته جسيمًا غامضًا إلى حد ما، لذلك تم إنشاء العديد من الإصدارات لأنواع معينة من الفيزياء الجديدة التي تقع خارج النموذج القياسي. وقال دين إن التناظر الفائق يتماشى بشكل جيد مع كل ما نعرفه حتى الآن. بالإضافة إلى قوة الجاذبية الموجودة بالفعل، يتنبأ التناظر الفائق بوجود جسيمات يمكن أن تكون بمثابة مرشحين جيدين لتجميع المادة المظلمة. واكتشف علماء الفلك حتى الآن المادة المظلمة من خلال تأثير جاذبيتها على النجوم والمجرات، لكنهم لا يعرفون ما هي. سيتم اكتشاف الجسيمات التي تم رصدها بواسطة القياس الفائق والتي قد تنتمي إلى المادة المظلمة بواسطة LHC في وقت مبكر من عام 2009. قال زيدان. "في البداية، سيتعين علينا البحث عن أحد الأشياء التي نعرفها من النموذج القياسي للتأكد من أن كل شيء يعمل بشكل صحيح. في بداية عام 2009 يمكننا البدء في البحث عن أشياء جديدة مثل التناظر الفائق. قال

ويشارك في صنع كاشف أطلس الضخم حوالي 45 عالم فيزياء من 25 معهد بحثي من جميع أنحاء العالم، ويبلغ طوله 2,000 مترا وارتفاعه 166 مترا. كان فريق زيدان والمعهد الذي يرأسه مسؤولين عن تطوير أجهزة استشعار السيليكون والإلكترونيات الخاصة بالكاشف الداخلي لجهاز الاستشعار، والذي يقيس سرعة الجسيمات المشحونة عند وصولها لأول مرة من موقع الاصطدام (مقارنة بالإسرائيليين الذين يتشاركون فعليًا مع الميون الكاشف - الكاشف الأخير في السلسلة).

ويقود زيدان الآن الجهود الأمريكية لتطوير تحديث كبير لنظام الأطلس. ومن المقرر أن يستخدم الكاشف الحالي في دوره لمدة عشر سنوات على الأقل، وسيتم دمج الترقية مع الزيادة المخطط لها في كثافة حزم البروتون في LHC، والتي ستصبح بعد ذلك Super LHC. وأضاف: "المشاريع الكبيرة تستغرق وقتاً طويلاً، لذا عليك أن تبدأ مبكراً".

وفي هذه الأثناء، بدأ بالفعل تشغيل واختبار كاشف أطلس بخصائصه الحالية في سارن، كما يقول ألكسندر جريللو، عالم الفيزياء البحثي الذي يعمل في المشروع منذ بدايته.
وقال "لقد بدأنا العمل والبحث عن جزيئات الأشعة الكونية". "توفر لنا الطبيعة هذه الأشعة الكونية مجانًا، وسنتمكن أيضًا من رؤيتها عند تشغيل الأجهزة، لذا فهي تسمح لنا باختبار جوانب معينة من الكاشف، لكننا متحمسون بالفعل ونتطلع إلى رؤية نتائج الاصطدامات من الجهاز."

تم تصميم نظام أطلس وكاشفات LHC الأخرى للعمل باستخدام المحفزات - وهي أنظمة تطلب منها تجاهل معظم الإشارات وتسجيل الأحداث التي لها احتمالية معينة لإنتاج نتائج مثيرة للاهتمام فقط. من بين مئات الملايين من الاصطدامات التي ستحدث كل ثانية في الكاشف، سيتم اختيار 100 تصادم واعد فقط وتسجيلها في نظام الكمبيوتر المركزي في LHC. وقال زيدان: "سيتعين علينا التخلص من كمية هائلة من البيانات، لذا يتعين علينا التأكد من أن هذه المحفزات ستعمل بشكل صحيح".

زيارة إلى المسرع ومحادثة مع الباحثين الإسرائيليين

تعليقات 33

  1. كوبي، إنه لأمر سيء للغاية بالنسبة لك الآن أن تكتب المزيد من الرسائل بخصوص المسرع. سيتم حذف الرسائل التالية دون سابق إنذار.
    عندما تقول شيئًا مليئًا مرة، مرتين - لنفترض أنك لم تلاحظ أنهم أجابوك ولكن عندما كتبته عشرات المرات وأجابوك عشرات المرات ولكنك لم تحصل على أي تفسير، فأنا آسف، الموقع غير مصمم لتخفيف هذا النوع من التوتر.

  2. يهودا؟؟
    من المثير للاهتمام عدد مقلدي أموال العالم الذين يسافرون إلى سويسرا هذه الأيام.. لمحاولة توفير أموالهم
    من "بنك الجلوبيولين" السويسري... على كل حال.. يقال،،، للسلامة.
    والآن انخفض رمزي أيضًا، ربما بسبب الاشتعال المتأخر، لماذا تسمح البنوك في إسرائيل لنفسها فجأة برفع الرسوم ………………
    وأتساءل أين يختبئ بوزون هيغز في موقعنا، ربما طار إلى هناك لإنقاذ الوضع؟؟

  3. إلى كوبي العزيز

    لقد علمت للتو أن المسرع في لوسيرن تم تصنيعه بتمويل من الإمارات الخليجية وأن المشغل الرئيسي للمسرع هو الحاج الدكتور أحمد بن يوسف، والذي يبدو لي وكأنه اسم مسلم.
    وهذا الدكتور له ابن عم اسمه أبو لادن، وهم من عائلة إسلامية معروفة.
    كما أن لديه موقعًا إباحيًا خاصًا يديره يسمى: "المعجل – الطريق الآمن إلى الاثنتين والسبعين عذراء".

    ولكن، بصرف النظر عن ذلك، لا أرى أن لديك أي سبب للقلق.

    يوم جيد
    سابدارمش يهودا

  4. מיכאל
    يبدو لي أننا نسير على وعي مشترك متداخل، لكن كل واحد يأتي من زاوية مختلفة قليلاً
    مختلف ومكمل لكل شيء، وهو الشيء الذي يسمح للجميع بالمساهمة بدورهم الخاص أو الفريد
    على العموم
    شكرا على الرابط.^.^
    =

  5. هيغز
    واعتمدت على وقت ولادته ووفاته على الرابط الذي أرسل لي، ولم أجده في الموسوعات.
    كنت سعيدًا لأن يائيل أيقظته على معارفي - معارفنا. لقد ولد ومات في هذه الأيام - 1-8 سبتمبر 1588-1648. قم بالحسابات..
    وفي النهاية.. حسنًا.. تعب المادة...

  6. أ، هوجين وهيجز:

    ولم أرد حتى الآن لأنني استمتعت بالمناقشة.
    على أية حال، إليك الرابط الذي يلقي بعض الضوء على الموضوع.
    ليس كل شيء هنا سهل القراءة، ولكن كل شيء موضح - بما في ذلك ما هو التناظر الفائق وما هو كسر التناظر.
    قد يكون الأمر مثل المحامي الذي ذهب في إجازة وفي غبائه أغلق موظفيه عندما أنهى بعض القضايا، ولكن بالتأكيد سيكون هناك المزيد لنتحدث عنه 🙂
    http://en.wikipedia.org/wiki/Symmetry_in_physics

  7. هوجين
    وبقدر ما يتعلق الأمر بمارسان، فإن هذا مذكور بالفعل في اللفافة، كما نعلم
    "المريخ مارسانا - ميكانيكي"
    وما همك مع 420 لماذا ليس 410

  8. هوجين
    بمآثاها رجاء بمآثاها كاتيلتا
    420؟؟ وأتساءل، ربما 410؟
    غير أن الطيب الذي تأخذه طيب، يعلو عطره ويتجعد

  9. لماذا يصمت العالم إذا كان الأمر خطيرا وقد يخلق ثقبا أسود لا قدر الله ليس علينا؟
    هل يمكنني الحصول على تفسير من فضلك

  10. إلى والدي بيليزوفسكي
    أنا مفتون بقوة الشعر والطهي!
    في ضوء البيانات الافتتاحية التي نراها في التعليقات هنا، ألا يستحق الأمر فتح أقسام إضافية مثل الأقسام الأدبية أو أقسام الطعام وربما المزيد؟

    يوم جيد وبابتسامة
    سابدارمش يهودا

  11. الى السيد د
    إن الاندفاع من البحث أعاد قوسك إلى غمده معلقًا على مسمار قوي
    تم تعليق مسابقة الغناء في الوقت الحالي
    خذ وقتك واضبط أوتارك على النغمة الصحيحة قبل أن تبدأ بالعزف حتى لا تغرق آذاننا

  12. هيغز – الصمت جميل بالنسبة للعجل الذي ثغاء في المرج قبل أن يجتمع بأسلافه في خفة القشدة والريحان المطبوخ طوال السبت.

    نعم، إن الوحي في هذا كان للبشر، وساحبي الأحذية والجوارب البسيطة - ولكن هل من الممكن أن يكون كل هذا من أجل المتعة في عينيها؟ أو يجب أن أقول - كتكوت؟

    هوجين، لم أعرفك لأنك امرأة، لقد لمست قلبي وليس قلبي.

  13. هوجين
    لقد تم تقاعد أوراكل دلفي منذ زمن طويل
    فلماذا يبدو لي أن موته ثقيل عليك؟
    لسانك ينصح بالفعل دون نصيحة حقيقية
    مزينة بالشهود ومحملة بالحلي
    معنى الأشياء قاتمة كالعادة
    ما الذي ينقصك أيضًا هو إضاءة شمعة صغيرة في صندوق ضيق ووميض ظلال ذات معنى على زوايا كهفك

  14. هيغز
    انتقل إلى قاعدة الأدوات المدمجة في هذه المرحلة.
    فالكوب الممتلئ لا يمكن أن يمتلئ بالمزيد، بل يجب أن يخفف من وزنه.
    انتقل إلى الخطوة التالية.
    نأمل في هذه المرحلة أن تكون "الاستعارة" شاملة لسؤالك المبتسم.

  15. هوجين
    إذا فهمت ما هو التناظر الفائق، فربما يمكنك شرح كيفية كسر التناظر، وبأي طريقة وبأي معاملات، وسأشكرك مقدمًا.

  16. وهنا الرد على بعض الماجيبيين في الموقع الذين سألوا عن الصعوبات اللازمة:

    لتبرد: هل هذا ما طلبته من والدي؟
    هيجز: بالنسبة لك سأقتبس من المقال، "آمل أن نجد شيئًا غير متوقع يفي بمهمة هيجز"
    إذن ما هو "التناظر الفائق"؟
    جميع أجزاء الجزيئات، في الضوء الصحيح، وبالطبع يستغرق الأمر "وقتًا" - في الحساب النهائي.
    لذلك دعونا نرى...
    مرحبا أيها الكون الذكي.. وداعا

  17. وأخيرا 🙂
    على الرغم من أنه يمكن لأي شخص أن يقول متى ستنتهي المعايرة وستبدأ مرحلة الاختبار بالفعل؟

ترك الرد

لن يتم نشر البريد الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها *

يستخدم هذا الموقع Akismat لمنع الرسائل غير المرغوب فيها. انقر هنا لمعرفة كيفية معالجة بيانات الرد الخاصة بك.