براساس گزارش BBC، پرتوهای پروتونی اکنون با سرعتی نزدیک به سرعت نور در دو جهت درون تونل‌های پیشران در حرکتند. برخورد این پرتوها تا یک ماه دیگر رخ نخواهد‌داد، اما زمانی که رخ دهد، انرژی آن دوبرابر انرژی برخوردی خواهد بود که برخورددهنده هادرون در دور اول فعالیتش به آن دست یافت.
دانشمندان امیدوارند در این دور از فعالیت برخورددهنده بزرگ چشمه‌هایی از فیزیک جدید را فراتر از مدل استاندارد شاهد باشند.
به گفته مهندسان این آزمایشگاه بزرگ، پس از دو سال برخورددهنده هادرون در بهترین وضعیت ممکن قرار دارد، اما اصلی‌ترین مرحله افزایش انرژی پرتوهاست تا به سطحی جدید دست یابند. شلیک پرتوها به دلیل بروز نقصی پیش‌بینی نشده با تاخیر آغاز شد. 21 مارچ دور دوم فعاليت برخورددهنده هادرون به دليل وقوع اتصال كوتاه در يكي از مدارهاي مغناطيسي آن به تاخير افتا، اما اكنون با رفع اين نقص فني و پس از تاخيري چند هفته‌اي، هاردون كار خود را از سر گرفته و پرتوهاي پروتوني دوباره در تونل‌هاي طولاني اين برخورددهنده به حركت درآمدند.
در آغاز پروتون‌ها با انرژی کمی پرتاب شدنداما طی ماه‌های آینده مهندسان امیدوارند به تدریج بتوانند انرژی پرتوها را به 13 تریلیارد الکترون‌ولت، یعنی دو برابر انرژی پرتوهای پروتونی در دور اول فعالیت هادرون، برسانند. در همان ابتدا تیم محققان توانستند ذراتی را که محصول برخورد پروتون‌های سرگردان باشاترهای کنترل‌کننده پرتوهای پروتونی هستند، ردیابی کنند. درصورتی که این برخوردها در نزدیکی یکی از آشکارسازها رخ دهند، ردیاب‌ها می‌توانند مقداری از این ذرات را نمونه‌برداری کنند.
- نادانسته‌هاي بزرگ
مدل استاندارد فيزيك ذرات فيزيكدانان را سرخورده كرده‌است. اين مدل 17 ذره تحت اتمي را تشريح مي‌كند كه 12 ذره از آنها سنگ‌بناهاي ايجاد ماده و 5 ذره ديگر حاملان نيرو هستند و آخرين آنها نيز بوزون هيگز است كه در سال 2012 در برخورددهنده بزرگ كشف شد.
تارا شيرز استاد دانشگاه ليورپول كه مسئوليت يكي از چهار آشكارساز فعال هادرون را به عهده دارد مي‌گويد درهر آزمايش فيزيكي كه تابه‌حال انجام داده‌ايم، هدف دستيابي به كشفي بزرگ و ناشناخته بوده‌است،اما اكنون اوضاع كمي دشوارتر شده‌است؛ زيرا با دور اول فعاليت هادرون و كشف بوزون هيگز، ما هرآنچه نظريه‌هاي موجود پيش‌بيني كرده‌بودند را كشف كرديم.
درراستاي تشريح ويژگي‌هاي گيج‌كننده جهان هستي، پديده‌هايي فراتر از آنجه در مدل استاندارد به آنها اشاره شده، مطرح شده‌اند اما اين پديده‌ها هرگز رديابي نشده‌اند. از آن جمله مي‌توان به انرژي تاريك، انرژي همه‌جانبه‌اي كه عامل انبساط سريع جهان شناخته مي‌شود اشاره كرد؛ و ماده تاريك،شبكه‌اي درهم‌تنيده كه تمامي بافت‌هاي ماده را در جاي خود تثبيت كرده‌است و مي‌تواند دليل سرعت بالاي چرخش كهكشان‌ها را توضيح دهد.
نظريه‌اي كه ابرتقارن ناميده مي‌شود نيز ذرات ناديده‌اي را معرفي مي‌كند كه شايد بتوانند برخي از تكه‌هاي گم شده معماي جهان را جايگزين كنند، اما تاكنون هيچ آزمايش فيزيكي، از جمله برخورددهنده بزرگ هادرون، نتوانسته شواهدي از ابرتقارن به دست آورد. حتي نيروي نام‌آشنا و حياتي گرانش نيز در مدل استاندارد جايي ندارد.
- بازي انتظار
با قرار دادن ماده در حالت‌هايي كه انسان هرگز آن را مشاهده نكرده‌است، برخوردها در برخورددهنده بزرگ مي‌توانند درجه حرارت‌هايي را در خود ايجاد كنند كه پس از مه‌بانگ يا انفجار بزرگ تكرار نشده‌اند و فيزيكدانان اميدوارند بتوانند در چنين شرايطي پديده‌اي غيرمنتظره را براي يافتن پاسخ معماهايي كه در سر دارند، بيابند.
بقاياي اين برخورد‌هاي كوچك اما تاريخ‌ساز ممكن است حاوي ذراتي جديد باشند، يا حفره‌هايي در آنها ايجاد شود كه بتوانند مخفيگاه ابعاد پنهان يا ماده تاريك را افشا كنند. اما پيش از هرچيز برخوردها بايد رخ دهند، كه نزديك‌ترين زمان ممكن براي آن ماه مي اعلام شده‌است. پس از آن جريان ثابتي از داده‌ها روانه رايانه‌ها خواهند‌شد تا فيزيكدانان سرتاسر جهان تلاش گسترده‌خود را براي تجزيه و تحليل اين اطلاعات آغاز كنند.
با اين‌همه استيون گلدفارب مسئول آشكارساز اطلس مي‌گويد حتي زماني كه انتشار نتايج آغاز شود، نبايد هيجان‌زده انتظار كشفي غيرمنتظره را داشته‌باشيم. زيرا ممكن است مانند آنچه در سال 1989 در آشكارساز LEP رخ داد، هيچ كشف بزرگي صورت نگيرد و نتايج تنها به درك دقيق‌تر نظريه‌هاي فيزيكي منتهي شوند. از اين رو ممكن است اين سرنوشت براي چند سال آينده در برخورددهنده بزرگ هادرون تكرار شوند.
- انقلاب بزرگ
اما تمامي فيزيكدانان به اين اندازه بد‌بين نيستند و اميدوارند دور دوم فعاليت هادرون به انقلابي بزرگ در دانش فيزيك پس از دوران ارائه نظريه‌هاي نسبيت توسط اينشتين منجر شود. يكي از اين فيزيكدانان جوردن نش از دانشگاه امپريال كالج لندن است كه در آشكارساز CMS فعاليت دارد. وي مي‌گويد ما درحال گشودن دريچه‌اي جديد به سوي جهان هستي هستيم تا از ميان آن حقايق را ببينيم. به همان‌اندازه كه درباره حقايق هستي نظريه‌داريم،چيزي درباره آنها نمي‌دانيم؛ از اين رو مي‌خواهيم پديده‌اي كاملا غيرمنتظره را كشف كنيم، و احتمالا كشف خواهيم كرد، و همين هيجان‌انگيز است.
- چرا انرژي دوبرابر مي‌شود؟
با برخورد دادن ذرات پروتون به يكديگر با انرژي بيش از هميشه فيزيكدانان اميدوارند بتوانند پرده‌اي ديگر را از حجاب حقيقت جهان هستي برداشته و وراي آن را مشاهده كنند. هدف بسياري از نظريه‌هاي فيزيكي تشريح چگونگي شكل‌گيري جهان هستي است و يكي از موفق‌ترين اين نظريه‌ها، مدل استاندارد است كه چگونگي عملكرد كوچكترين ذرات سازنده جهان را توضيح مي‌دهد. فيزيكدانان دريافته‌اند كوچك‌شدن مقياس‌ها به كمتر از ابعاد اتم همه‌چيز را پيچيده و عجيب مي‌كند.
با دوبرابر كردن انرژي برخورددهنده، فيزيكدانان مي‌توانند ويژگي‌هاي جديدي را از ميان افسانه اسرار‌آميز و خواندني تولد و هستي جهان استخراج كنند.
- مدل استاندارد چيست؟
مدل استاندارد چگونگي تعامل ذرات سازنده جهان هستي را كه سازنده اتم‌ها هستند،تشريح مي‌كند. اين مدل از ويژگي‌هاي منحصر‌به‌فردي برخوردار است،براي مثال خانواده‌اي 17 نفره دارد كه تمامي آنها ذرات بنيادين هستند كه شايد مشهورترين آنها الكترون باشد كه در مدار اتم در حركت بوده و داراي الكتريسيته م نيروي مغناطيس است. ذره مشهور ديگر فوتون است كه جزئي از نور به شمار مي‌رود.
اما ديگر ذرات تشكيل‌دهنده اين خانواده ناشناخته‌تر بوده و نام‌هاي عجيبي نيز دارند، حتي نام يكي از آنها كوارك عجيب است. تركيب تعدادي از آنها منجر به تولد فوتون‌ها و نوترون‌ها مي‌شود كه در كنار الكترون اتم‌ها را مي‌سازند، تمامي اين ذرات در يك گروه به نام فرميون‌ها قرار مي‌گيرند.
بوزون‌ها و در نهايت حامل‌هاي نيرو ديگر گروه‌هاي اين خانواده هستند. حامل‌هاي نيرو عامل ايجاد نيروهاي طبيعي از قبيل الكتريسيته، مغناطيس و انرژي هسته‌اي هستند كه ذرات را به سوي يكديگر جذب كرده و يا آنها را از يكديگر دور مي‌كنند.
با كشف مشهورترين پديده جهان تحت اتمي،يعني بوزون هيگز، دانشمندان اكنون توانسته‌اند تمامي ذراتي را كه در مدل استاندارد پيش‌بيني شده بود را بيابند،مدلي كه عملكرد جهان هستي را با جزئياتي دقيق تشريح كرده‌است. اما نقص‌هاي زيادي نيز دارد.
دانشمندان براي مدت‌ها تصور مي‌كردند اين مدل مي‌تواند همه‌چيز را توضيح‌دهد، سپس دو رويداد به آنها ثابت كرد كه اين مدل در حقيقت هيچ‌چيزي را توضيح نمي‌دهد. سرعت گرفتن بيش از حد انتظار چرخش كهكشان‌ها يكي از اين رويداد‌ها بود. هرچه كهكشان سريعتر بچرخد، حاوي ماده بيشتري است و رصد‌ها نشان مي‌دهند ميزان ماده درون كهكشان‌ها پنج‌برابر بيش از حدي است كه بتوان آن را رصد كرد. اين ماده نامرئي ماده تاريك نام گرفت كه فيزيكدانان معتقدند يك سوم كل جهان را تشكيل داده‌است. رويداد ديگر سرعت گرفتن روند دورشدن كهكشان‌ها از يكديگر است،رويدادي كه نيروي ناشناخته‌اي به نام انرژي تاريك عامل آن شناخته شده‌است.
از اين رو مي‌توان گفت مدل استاندارد تنها توانايي توضيح چگونگي عملكرد گوشه‌كوچكي از جهان را دارد كه انسان توانايي رصد آن را دارد،مابقي 95 درصد آن در اين مدل درنظر گرفته نشده‌است. اكنون فيزيكدانان به دور دوم فعاليت برخورددهنده بزرگ چشم دوخته‌اند، به اين اميد كه نتايج جديدي كه از اين آزمايشگاه بزرگ فيزيكي استخراج مي‌شود بتوانند نظريه فيزيكي جديدتر و جامع‌تري را براي توضيح معماهايي باستاني درباره جهان هستي خلق كند و يا توضيحي براي يكي از اين چند معما،ماده تاريك،انرژي تاريك، ابعاد پنهان و ابرتقارن بيابد.
نظر شما