تالار گفتمان

پاسخ به: جهان هستی
نویسنده: آرش یکشنبه، ۳ بهمن ۱۳۸۹ (۱۸:۰۴)
نقل قول کسی درباره ی شتاب‌ دهنده ی «ال.اچ.سي.» اطلاعاتی داره؟! اين روزها خبر از شتابدهنده عظيمي كه قرار است به ما لحظاتي پس از مهبانگ را نشان دهد، همه جارا پر كرده: ال اچ سي چگونه كار ميكند؟ شتابدهنده عظيم ذرات تلاش خواهد كرد شرايطي مشابه شرايط جهان دقيقا پس از انفجار بزرگ را همانند سازي كند. به گزارش آزمايشگاه سرن،كه در تاريخ هفتم آگست منتشر شد، دراين ازمايشگاه عملياتي پيرامون تحقيقات در مقياس هسته اتم ها صورت ميگيرد،اولين گردش پرتوها در شتابدهنده عظيم(LHC) در دهم سپتامبر سال جاري اتفاق خواهد افتاد.اين خبر به عنوان خبر دسته اول شتابدهنده ذرات در آزمايشگاه سرن مطرح شد و نتايج موفقيت آميزي براي آن پيش بيني ميشود. (LHC) قدرتمند ترين شتابدهنده است كه ميتواند اشعه ها را 7بار قدرتمند تر از هر دستگاه مشابه ديگري توليد كند.و وقتي به مرحله اجرا برسد اين مقدار به 30برابر افزايش خواهد يافت. نتايج اين آزمايش،حدود دو سال ديگر منتشر خواهند شد. ال اچ سي،در يك تونل به طول27 كيلومتر در زير زمين كار گذاري شده ،با تكنولوژي جديدي كه تا 30 سال پيش غير ممكن مينمود.درواقع اين آزمايشگاه در نوع خود بينظير محسوب ميشود. راه اندازي چنين دستگاهي و به كار انداختن آن از حيث سختي با هيچ كار ديگري قابل مقايسه نيست.راه اندازي و شروع اين ازمايش مهم با روشن كردن هريك از 8 قطاع ال اچ سي آغاز ميشود.اين شروع به دنبال تست الكتريكي است كه در آن از هدايت1600 قطعه مغناطيسي و قدرت منحصر به فرد آنها در نشان دادن جزئيات بهره گرفته ميشود.همه اين مراحل نيز به دنبال همكاري همه قطعات و گردش همزمان قطاع ها صورت ميگيرد.همزماني اين عمليات و گردش قطاع ها طوري وانمود ميكنند كه گويي يك دستگاه كاملا هماهنگ تمام اين كارها را انجام ميدهد.نه يك ماشين بزرگ با 8قطاع! برنامه ريزي ها در اين رابطه در اواخر ماه جولاي روبه پايان بوده و همه 8سكتور يا قطاع ال اچ سي در دماي مطلوب خود يعني 271ْ سانتي گراد بودند.وهله بعدي در اين ازمايش برابري همزمان ال اچ سي با دستگاه شتابدهنده ي ديگري كه (شتاب)ذرات باردار پروتوني را تقويت و تسريع ميكند.(Super Proton Synchroton).كه در واقع اخرين مرحله از سلسله ازمايش هاي ال اچ سي هم همين است.زمان عمليات و هماهنگي بين اين دو دستگاه مهم بايد بسيار دقيق بوده و در حد نانو ثانيه باهم برابري كنند.اولين تقويت ذرات باردار طبق برنامه در نهم آگست بود كه براي به چرخش در آوردن پرتوهاي ال اچ سي در جهت عقربه هاي ساعت به كار گرفته شد.اين سري آزمايشات اوليه تا ماه سپتامبر ادامه خواهند يافت كه هدف انها حصول اطمينان در رابطه با دودستگاه از نظر هماهنگي و صحت و آمادگي ميباشد؛براي شتاب دادن و بر خورد دادن پرتو ها در انرژي با مقياس 5ترا الكترون ولت در يك پرتو(TeV)(انرژي نهايي در سال 2008). شاهكار ال اچ سي در دهم ماه سپتامبر خواهد بود كه طي ان اولين پرتوِ گردان با انرژي معادل 450 گيگا الكترون ولت به چرخش در مي آيد.(0.45TeV) اولين پايداري پرتوهاي گردان،اتفاق افتاده و براي بر خورد آماده اند.و اولين پله ي آزمايشات ال اچ سي ، شتاب دادن ذرات و بالا بردن سطح انرژي تا 5TeV خواهد بود.اين برنامه فيزيك ذرات را به مرز جديدي وارد خواهد كرد. رهبر گروه اجرايي پروژه ال اچ سي، آقاي لين اوان(Lyn Evans)،در رابطه با اين آزمايش و جسارت ان اظهار داشت: ما داريم يك مسابقه دو ماراتن را به نفع خويش تمام ميكنيم!وي در ادامه افزود :اين يك هدف دور محسوب ميشد ولي ما همگي مشتاقانه در انتظار نتايج آزمايش ال اچ سي خواهيم بود. تا اينجا منبع :astronomy.com اثبات وجود ذرات هيگز پتر هیگز" فیزیکدان انگلیسی و پدر ذرات بنیادی "هیگز- بوزون" معتقد است که شتابدهنده جدید "ال.اچ.سی" که قرار است يازده سپتامبر مصادف با 20 شهریور آزمایشات خود را آغاز کند، وجود "ذرات هیگز" را ثابت خواهد کرد. به گزارش سرويس بين الملل تابناك،هیگز می گوید: شتابدهنده عظیم "ال.اچ.سی" احتمالا قادر است بسیار زود شواهد و اطلاعاتی در رابطه با ذرات هیگز کشف و پیدا کند. "ذرات هیگز" و همچنین "میدان هیگز" قرار است کیفیت پیدایش جرم در ذرات بنیادی ابراتمی را تشریح کنند. در حالیکه این تئوری امروزه به عنوان رکن اصلی فیزیک نوین قلمداد می شود اما این تئوری از 40 سال پیش تاکنون از طریق یک آزمایش ثابت نشده است. هیگز با توجه به شروع آزمایشات شتابدهنده "ال.اچ.سی." در مرکز سازمان اروپایی پژوهش های هسته ای موسوم به "سی.ای.آر.ان." و یا " سرن" در ژنو می گوید، از زمان شروع این آزمایشات حداقل 2 سال طول خواهد کشید تا واقعا نتایج قانع کننده ای کسب شود. این فیزیکدان مشهور جهانی افزود، دلیل این امر مدت زمان زیادی است که برای ارزیابی داده ها نیاز است. هیگز 79 ساله که در ادینبورگ زندگی می کند، در دهه 1960 میلادی موجودیت ذرات هیگز را بطور تئوری پیش بینی کرد. کارشناسان و متخصصین احتمال می دهند که در صورتیکه آزمایشات واقعا این ذرات را ثابت کنند، "پتر هیگز" مطمئنا یکی از نامزدهای کسب جایزه نوبل فیزیک خواهد بود. "رولف دیتر هویر" فیزیکدان آلمانی که قرار است از سال آینده ( 2009) ریاست سازمان اروپایی "سرن" را به عهده بگیرد نیز اخیرا تاکید کرد، تمرکز ویژه آزمایشات شتابدهنده " ال.اچ.سی." بر روی " ذرات هیگز" است. هویر در پاسخ به اینکه آیا سازمان سرن با کشف ذرات هیگز مستحق دریافت جایزه نوبل خواهد شد؟ گفت، با چنین کشفی، مطمئنا آقای " پتر هیگز" مستحق دریافت جایزه نوبل خواهد بود. این فیزیکدان مشهور جهان افزود، ما در فیزیک ذرات یک اصل ریاضی داریم که تاثیر متقابل بین ذرات را تشریح می کند. این اصل در مورد ذرات بدون جرم بسیار مطلوب صدق می کند اما ما در این میان می دانیم که ذرات جرم دارند و "مکانیسم هیگز" تشریح می کند که ذرات چگونه می توانند دارای یک جرم شوند. این فیزیکدان آلمانی گفت، مکانیسم هیگز تاثیر متقابل ذرات با "میدان هیگز" را تشریح می کند. این میدان از طریق تاثیر متقابل با خود مجددا ذراتی موسوم به " ذرات هیگز" تولید می کند. در صورتیکه ذرات هیگز را کشف کنیم، می دانیم که مکانیسم هیگز وجود دارد و بدین ترتیب توضیح مدل استاندارد برای جرم ذرات بنیادی را در اختیار داریم. هویر در پاسخ به اینکه آیا وجود ذرات هیگز را صرفا باور دارد و یا اینکه نسبت به وجود چنین ذراتی مطمئن است؟ گفت، من اعتقاد دارم که ذرات هیگز وجود دارند اما بطور قطع نمی دانم. من ابتدا زمانی این امر را قطعی می دانم که این ذرات را کشف و پیدا کنم. این فیزیکدان افزود، من صرفا همین قدر می دانم که یک "چیزی" باید وجود داشته باشد که همان تاثیر و مکانیسم ذرات هیگز را دارد. باید توضیحی وجود داشته باشد که چرا ذرات بنیادی یک جرم دارند. هویر گفت، در صورت عدم کشف و پیدا کردن ذرات هیگز، باید یک چیز دیگری وجود داشته باشد و این امر بسیار جالب و هیجان انگیز خواهد بود. هویر گفت، پژوهشگران هم اکنون بر روی ذرات هیگز تمرکز کرده اند، ما می دانیم که "چیز تازه ای" وجود دارد اما کیفیت و خصوصیت آن را نمی دانیم. در صورتیکه چیز دیگری غیر از ذرات هیگز وجود داشته باشد، باید خصوصیاتی شبیه به این ذرات داشته باشد. هویر که از سال 2005 میلادی مدیر پژوهشی شتابدهنده آلمانی " دی.ای.اس.دبلیو." در هامبورگ است، همچنین گفت، ما هنوز قادر به تشریح و توضیح کیفیت 95 درصد از انرژی و ماده در کیهان و کائنات نیستیم. هویر با تاکید بر اینکه فیزیکدانان در آغاز سومین هزاره هنوز نمی دانند که 95 درصد از جهان و کیهان از چه ساخته شده است افزود: بشر در دهه های گذشته موفقیت های جالب و شگفت آوری در بخش فیزیک ذرات داشته و کیفیت ماده در محیط اطراف خود را تشریح کرده ایم. این متخصص فیزیک ذرات گفت، اما ماده ای را که ما به این نحو می شناسیم، صرفا 5 درصد از کیهان و گیتی را تشکیل می دهد و ما 95 درصد از عالم وجود و جهان هستی را نمی شناسیم. هویر پیرامون تفاوت پیچیدگی آزمایشات شتابدهنده های "ال.اچ.سی." و "ال.ای.پی." گفت، هدف از آزمایشات " ال.ای.پی."، برخورد دادن و اصابت "الکترون" ها با ضد ذرات یا "پوزیترون" ها بود. الکترون ها و پوزیترون ها، ذرات نقطه مانند هستند. این فیزیکدان افزود، هدف ما هم اکنون در آزمایشات شتابدهنده " ا ل.اچ.سی."، برخورد دادن و اصابت "پروتون" ها با " پروتون" ها است. پروتون ها ذرات نقطه مانند نیستند بلکه از توده ای از کوارک و گلئون تشکیل شده اند. هویر گفت، هدف ما در آزمایشات، برخوردادن توده ای از کوارک و گلئون با توده ای از کوارک و گلئون را برخورد دهیم. اما از قبل نمی دانیم که آیا یک کوارک با یک کوارک ، یک کوارک با یک گلئون و یا یک گلئون با یک گلئون واکنش از خود نشان خواهند داد. این متخصص آزمایشات شتابدهنده جدید " ال.اچ.سی." را بسیار پیچیده تر از آزمایشات شتابدهنده "ال.ای.پی." توصیف کرد و افزود، برخورد دادن و درک پروتون، بسیار سخت تر از اصابت و برخوردادن ذرات نقطه مانند ( الکترون و پوزیترون) است. مترجم: مرتضی جوادیان منابع: نشریه آلمانی دی سایت 3 سپتامبر 2008 و سایت جهان فیزیک ---------------------------------- شتابدهنده «سرن» شتابدهنده سرن يكي از بزرگترين شتاب دهنده هاي دنياست كه هم اكنون به ميزباني كشور سوئيس در حال ساخت است و قرار است تا سال 2007 كار احداث آن با 27 كيلومتر محيط، به پايان رسد. در اين پروژه كشورهاي آمريكا، ژاپن و ممالكي چون هند، تركيه، ايران و پاكستان پيرامون انجام يك فعاليت آزمايشگاهي مشترك گردهم آمده اند. هزينه ساختماني كه اين شتابدهنده در آن نصب مي شود. به تنهايي حدود 500 ميليون فرانك سوئيس و كل هزينه هاي ساخت و ساير آزمايش هاي مربوطه، به رقمي حدود 10 ميليارد يورو بالغ مي شود. در حال حاضر آزمايشگاه هاي لازم براي مطالعات ذرات نيازمند شتاب دهنده هاي عظيمي است كه ساخت آنها چه از نظر زماني و چه از لحاظ فني از توان يك كشور خارج است. دستگاهي كه در سرن ساخته مي شود، ال.اچ.سي(Large Hadron Collider) با برخورددهنده بزرگ درون ها است و هدف آن شناخت اجرام ماده در حدفاصل 10 به توان منفي 23 سانتيمتر، آزمون نظريه استاندارد ذرات، كشف اجزاي يافت نشده مدل استاندارد، آزمون نظريه هاي ابرتقان و نظريه هاي وحدت بزرگ است. دو آشكارساز بسيار بزرگ سي.ام.اس(Compact Muon solonoid) و اتلس(ATLas) نيز در حال ساخته شدن هستند تا بر روي ال.اچ.سي نصب شوند. آشكارساز سي.ام.اس به منظور مطالعه در خواص ذرات در انرژي بالا طراحي شده است. ذرات پروتون و پادپروتون توسط آهنربايي بسيار قوي به صورت باريك هاي شتاب مي گيرند و با هم برخورد مي كنند. در اين فرايند، علاوه بر ذراتي كه آنها را مي شناسيم، ممكن است ذرات جديدي توليد شود كه براساس نظريات موجود انتظارشان را داشته ايم. البته در مراحل بعدي مي توانيم خواص اين ذرات، جرم يا بار الكتريكي آنها را اندازه گيري كنيم. انرژي به وجود آمده از اين عمل مي توان باعث توليد مواد جديد و ذرات بنيادي باشد كه يا ما آنها را مي شناسيم و از وجودشان آگاه هستيم و يا مي توانيم به دنبال ذرات جديدي باشيم كه شايد وجود داشته باشند. چراكه نظريه هاي مختلف موجودات كه احتمال وجود ذرات بنيادي مختلف را نشان مي دهند. اين ذرات را مي توان با تصادم اين دو ذره پروتون به وجود آورد و تلاش كرد تا آنها را كشف، جرمشان را اندازه گيري و اگر داراي بار مغناطيسي باشند آنها را نيز اندازه گيري كرد. روي اين شتابگر چهارم آزمايش مختلف صورت مي گيرد كه يكي از آنهاC.M.S است. شتابگر L.H.C ، كه بزرگترين شتابگر دنيا محسوب مي شود در مركز تحقيقات هسته اي اروپا، در حال ساخت است. هدف از ساخت اين شتابگر عظيم، كشف يك ذره بنيادي به نام «هيگز» است كه فيزيكدانان ذرات بنيادي آن را پيشگويي كردند. تمامي ذرات بنيادي ديگر، از جمله كوارك ها، از اين ذره به وجود آمده است. براي كشف اين ذره بايد شرايطي نظير ابتداي آفرينش عالم در آزمايشگاه به وجود آورد. درواقع در اين شتابگر پروتونها به حدي شتاب مي گيرند، كه انرژي كافي براي فراهم آوردن اين شرايط را به دست آورند. سپس در محل آشكارسازي به نام سي.ام.اس، با يكديگر برخورد مي كنند و مي شكنند تا ذره «هيگز» به وجود آيد. ايران در «سرن» ايران در ژوئن 2001 رسما به عضويت اين پروژه درآمد و از همان زمان در ساخت تجهيزات آشكار سازها مشاركت كرد. در چارچوب قرارداد همكاري، ايران مشاركت در آزمايش سي.ام.اس را پذيرفت.بر اين اساس، ايران مسئوليت ساخت ميز بسيار بزرگي را كه قرار است آشكارسازها بر آن نصب شوند را پذيرفت. اين ميز بايد بتواند قطعاتي به وزن حدود 200 تا 300 تن را تحمل كند كه اجزاي آن با فاصله ميليمتري از يكديگر باز و بسته مي شوند. اين ميز در حقيقت يك دستگاه مكانيكي با تولرانس بسيار بالا به شمار مي رود كه هزينه ساخت آن نيز برعهده ايران است. دكتر محمد محمدي، متخصص فيزيك ذرات بنيادي و سرپرست گروه سازنده شتاب دهنده سرن در ژنو، كه از طرف دانشگاه فلوريدا اين مأموريت را عهده دار شده است در اين زمينه مي گويد:«براي ايران، موضوع اصلي فعاليت هاي پژوهشي از اين قبيل، دستيابي به منافع اقتصادي آني نيست، بلكه منفعت اصلي، دستاوردهاي علمي است كه از طريق مشاركت در يك پروژه علمي بين المللي، آن هم در بالاترين سطح پژوهش در حوزه فيزيك ذرات بنيادي نصيب كشورمان مي شود.» سرن چه از لحاظ فناوري و چه از نظر مطالعات نظري يكي از بالاترين سطوح علمي را داراست و هر كشوري افتخار مي كند كه سهمي در اجراي اين پروژه داشته باشد، خوشبختانه پس از موفقيت در طراحي اين ميز، ساخت دو سيلندر مكانيكي بزرگ نيز كه به صورت پوشش، آشكارساز را دربرمي گيرند، به ايران واگذار شد. ساخت اين سيلندرها به طراحي بسيار ظريف و دقيقي نياز دارد و به لحاظ فناوري در سطح بالايي قرار دارد. هزينه ساخت اين دو سيلندر، كه به همراه هزينه ساخت ميز يك ميليون دلار برآورد مي شود را نيز ايران مي پردازد و دستگاه ها پس از تكميل شدن تحويل سي.ام.اس خواهند شد. در حال حاضر، هفت پژوهشگر و دو دانشجوي ايراني در سرن مشغول به كار هستند و دانشجوي سومي نيز انتخاب شده است كه طي چند ماه آينده عازم مؤسسه سرن خواهد شد. اين دانشجويان در حال گذراندن دوره دكترا در رشته فيزيك ذرات بنيادي هستند و براي انجام پايان نامه هاي خود به سرن مي روند. دكتر حسام الدين ارفعي يكي از مسئولان پروژه سرن در كشورمان در گفت وگويي با همشهري درخصوص چگونگي پيشرفت آن مي گويد: بخش اعظم امور فني انجام شده و كار با موفقيت پيشرفته است و اميدواريم اسفندماه ميز ساخته شده را تحويل دهيم. در اين بخش با همكاري خوب مهندسان و شركت مجري مشكل خاصي ايجاد نشد.وي با اشاره به اهميت بخش علمي مشاركت ايران در اين پروژه مي گويد: در حال حاضر براي مشاركت علمي در اين پروژه كه به مراتب مهمتر از بخش فني آن است، سه پژوهشگر ايراني اعزام شده اند و همكاري علمي در اين پروژه عظيم، در كنار دانشمندان برجسته دنيا، به منزله سهيم شدن كشور ما درعلم تراز اول جهان خواهد بود. وي گفت: تاكنون براي انجام امور فني اين پروژه در ايران، حدود 400 ميليون تومان هزينه شده و پيش بيني مي شود كل مخارج آن به 600 ميليون تومان بالغ گردد. وي افزود: البته كمك ايران به اين پروژه در مقابل كشوري مثل پاكستان كه تنها يك قلم 5 ميليون دلاري به جز سهم خودش (كه دو برابر ايران بوده) بوده است، رقم ناچيزي است.