يقترب بناء أكبر مشروع علمي في العالم من الانتهاء بمشاركة أستاذين من التخنيون

يشارك باحثو التخنيون في بناء "أطلس" - كاشف ضخم، وهو جزء من أكبر مسرع في العالم. ويشارك في بناء الكاشف 1,700 فيزيائي من 150 جامعة في 30 دولة. 

في الصورة: البروفيسور شلوميت تيريم و"الأطلس".

 يشارك البروفيسور شلوميت تيريم والبروفيسور يورام روزن من كلية الفيزياء في التخنيون في بناء "أطلس" - كاشف ضخم سيكون جزءًا مهمًا من أكبر مسرع في العالم، والذي يتم بناؤه بالقرب من جنيف. ويشارك معهم حوالي 1,700 فيزيائي من 150 جامعة في 30 دولة في بناء الكاشف. ومن المقرر الانتهاء من بناء المسرع والكاشف في نهاية العام.
يبلغ محيط مسرع الجسيمات LHC 27 كيلومترًا، وستكون الطاقة التي سيعطيها لكل تصادم بين حزمتين من الجسيمات (البروتونات) أعلى بسبع مرات من أي طاقة يتم إنتاجها في أي مسرع حتى الآن.

ويوجد المسرّع على عمق 100 متر تحت الأرض، ويعادل استهلاكه من الكهرباء استهلاك مدينة جنيف بأكملها. سوف يقوم المسرع بتصادم حزم البروتونات عند أربع نقاط على طول محيطه. يتم بناء أجهزة الكشف في هذه النقاط والتي ستقيس منتجات الاصطدام. "أطلس" هو الأكبر من بين الأربعة ويصل إلى ارتفاع مبنى مكون من ثمانية طوابق. كل من الكاشف والمسرع حاليًا في المراحل النهائية من بنائهما، وسيبدأان عملهما في نهاية العام. وهذا يعني 40 مليون تصادم في الثانية، كل ثانية، لمدة 10-15 سنة.
"سيعمل المسرع على تسريع الجسيمات إلى طاقات عالية جدًا، تقارب سرعة الضوء، ويتسبب في اصطدامها. في التصادم، باستخدام E=MC2، سيتم إنشاء جسيمات ثقيلة، غير موجودة حاليًا في الطبيعة"، يوضح باحثو التخنيون. "هذه الجسيمات كانت موجودة مباشرة بعد الانفجار الكبير لكنها تلاشت على الفور، بسبب جاذبيتها. هناك أربع قوى في الطبيعة: قوة الجاذبية (الجذب)، والقوة الكهرومغناطيسية، والقوة الضعيفة، والقوة الشديدة. الأولان مألوفان لنا جميعًا في الحياة اليومية، بينما الآخران مألوفان أكثر للعلماء. الجسيمات التي ستنشأ في الاصطدام تتحلل وفقًا لهذه القوى الأربع. إن تتبع الطريقة التي تتحلل بها الجسيمات سيعلمنا عن قوانين الطبيعة."
ويحيط الكاشف الذي يشارك باحثو التخنيون في بنائه بمنطقة الاصطدامات، وسيقوم بقياسها. ويجب أن يحدد بسرعة كبيرة، في غضون 25 نانو ثانية، ما إذا كان لدى المرء أكثر من 40 مليون تصادم في الثانية - وهو اهتمام بأبحاث الجسيمات. سيقوم العلماء بتسجيل 100 تصادم أكثر إثارة للاهتمام كل ثانية حتى يمكن دراستها بشكل أكبر. "المعلومات التي سيوفرها هذا المسرع ستتطلب مليون قرص صلب، مثل تلك التي نعرفها، في كل ثانية. ولهذا السبب نحتاج إلى "المشغل"، وهو جزء من الكاشف الذي سيقوم بتصفية هذه المعلومات لنا. نحن نبني هذا الجزء بالتعاون مع علماء من معهد وايزمان وجامعة تل أبيب". تم تصنيع لوحات الكاشف في معهد وايزمان وتم اختبارها في التخنيون. يحتوي كل لوح على أسلاك كهربائية رفيعة، سمك كل منها 50 ميكرون، وهي مطلية بالذهب. وتبلغ المساحة الإجمالية للكاشف الذي يتم بناؤه في إسرائيل حوالي ستة دونمات ويبلغ إجمالي طول الأسلاك الكهربائية فيه محيط الأرض. يوجد في كل لوحة دائرة إلكترونية تم بناؤها في كلية الفيزياء في التخنيون، ويبلغ عددها الإجمالي 1,500 دائرة. تتحكم الدائرة وتراقب نشاط الكاشف. على سبيل المثال، إذا اكتشفت الدائرة وجود سلك مكسور في الكاشف، فمن الممكن تعطيله دون الوصول إلى الكاشف. "من الممكن أن نلاحظ في العام المقبل ظواهر من شأنها أن تغير نظرتنا للعالم تمامًا، وإذا لم يكن الأمر كذلك، فخلال 15 عامًا سيكون لدينا صورة جيدة عن بنية المادة في الطبيعة وسنعرف بشكل أفضل التسوية بين الأربعة القوى في الطبيعة"، يضيف باحثو التخنيون. "من الممكن أن تتغير خريطة الجسيمات التي نعرفها اليوم إلى درجة لا يمكن التعرف عليها بفضل المعرفة التي سنكتسبها من الأطلس. سنتعرف أيضًا على ظاهرة تسمى CP Violation، والتي قد تكون مسؤولة عن هيمنة المادة على المادة المضادة في الكون، وبعبارة أخرى - ربما سنعرف بشكل أفضل سبب وجودنا جميعًا في هذا الكون."
إن التكلفة الهائلة للمسرع وكاشفاته، والتي تقدر بمليارات الدولارات، يتقاسمها جميع المشاركين في المشروع. ويقول باحثو التخنيون: "كل شيء يتم هناك بإجماع كامل وتعاون دولي". "يتم تثقيف أجيال من الطلاب حول التجربة وسيتم تثقيفهم في تصميم وبناء أجهزة الكشف وفي تحليل النتائج. أحيانًا يسافر الطلاب والطلاب الذين يتقاضون رواتبهم من كلية الفيزياء في التخنيون إلى هناك نقدًا، بل ويبقون هناك لفترات طويلة. يوجد في المختبر الكبير، الذي يحمل اسم CERN، مهاجع ومطاعم مصممة للباحثين القادمين من جميع أنحاء العالم. يدخل الموقع 6,000 شخص يوميًا والجو عالمي للغاية. يتمتع باحثو التخنيون بمكانة مهمة في المشروع، وخلال السنوات العشر الماضية التي شاركنا فيها، تم إنشاء العديد من العلاقات التجارية والعملية الدولية."