قام أكبر وأقوى مسرع للجسيمات في العالم بتحطيم البروتونات معًا يوم الجمعة، مما جعل العلماء أقرب إلى فهم الانفجار الكبير.
وضع باحثو CERN ثلاثة حزم من البروتونات في مصادم الهادرونات الكبير (LHC)، وأطلقوها عبر نفق يبلغ طوله 17 ميلًا بسرعة الضوء تقريبًا لإعادة إنشاء ما حدث قبل 13.8 مليار سنة.
قام LHC بتحطيم الجسيمات معًا بطاقة غير مسبوقة في محاولة لتفجير جسيمات جديدة ضخمة تعمل سرًا على تزويد الكون بالطاقة.
من المقرر أن يحافظ LHC على حركة الحزم حتى يوم الاثنين، عندما سيقوم الفريق بالتقاط الطاقة لتحليلها، ومن المقرر إجراء المزيد من اختبارات الاصطدام حتى أكتوبر.
وقال أرنو مارسولييه، رئيس قسم الإعلام في CERN، لموقع DailyMail.com: “هذا أمر مثير بالتأكيد، يمكنني أن أخبركم أن العلماء في بداية الطريق لتلقي موجة البيانات الخاصة بهم لهذا العام وتحسين فهمنا للطبيعة”.
“لا يمكننا الانتظار حتى ننظر إلى بوزون هيغز بمزيد من التفاصيل ونواصل البحث عن المادة المظلمة باستخدام آلة الانفجار الكبير!”
قام أكبر وأقوى مسرع للجسيمات في العالم بتحطيم البروتونات معًا يوم الجمعة، مما جعل العلماء أقرب إلى فهم الانفجار الكبير
بدأ فريق CERN الاختبارات الأولية الشهر الماضي بإرسال مليارات البروتونات حول حلقة المغناطيس فائق التوصيل في LHC لتعزيز طاقتها والتأكد من أن الآلة التي تبلغ قيمتها 4 مليارات دولار في حالة صالحة للعمل.
يقع المسرع على عمق 300 قدم تحت الأرض على الحدود بين فرنسا وسويسرا وتم تشغيله لأول مرة في 10 سبتمبر 2008.
يعمل مصادم الهادرونات الكبير (LHC) عن طريق تحطيم البروتونات معًا لتفكيكها واكتشاف الجسيمات دون الذرية الموجودة بداخلها وكيفية تفاعلها – يستخدم العلماء البروتونات نظرًا لكونها جسيمات أثقل.
يسمح الوزن بفقد طاقة أقل بكثير لكل دورة عبر المسرع مقارنة بالجسيمات الأخرى مثل الفوتون.
“ما نقوم به في CERN هو القيام بفيزياء الجسيمات باستخدام مسرعات مثل LHC، وهذا ليس له علاقة مباشرة بالفيزياء الفلكية، على الرغم من أن فيزياء الجسيمات والفيزياء الفلكية يمكن أن تعالج أسئلة رئيسية مماثلة باستخدام مناهج وأدوات مختلفة، على سبيل المثال في البحث عن الظلام”. وقال مارسولييه: “إن المادة هي واحدة من أكثر الألغاز الرائعة للعلم”.
يدخل مصادم الهادرونات الكبير في حالة سبات خلال أشهر الشتاء من كل عام، ثم يعود للعمل في الربيع التالي، وقد حدث ذلك في 8 مارس.
وضع باحثو المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية (CERN) ثلاثة حزم من البروتونات في مصادم الهادرونات الكبير (LHC)، وأطلقوها عبر نفق يبلغ طوله 17 ميلًا بسرعة الضوء تقريبًا لإعادة خلق ما حدث قبل 13.8 مليار سنة.
يعمل مصادم الهادرونات الكبير (LHC) عن طريق تحطيم البروتونات معًا لتفكيكها واكتشاف الجسيمات دون الذرية الموجودة بداخلها وكيفية تفاعلها – يستخدم العلماء البروتونات نظرًا لكونها جسيمات أثقل.
وأوضح مارسولييه أن “إعادة تشغيل مثل هذا المسرع تتطلب عملية تشغيل كاملة للتأكد من أن جميع المعدات تعمل بشكل صحيح.
“الآن، بعد أن تم إجراء جميع الاختبارات، أصبح LHC جاهزًا لتوفير تصادمات الجسيمات لتجارب LHC.”
شهدت عملية إعادة التشغيل شعاعًا من دائرة الحزم داخل حلقة LHC، مما يتيح مزيدًا من الوقت لتسريع شعاع الجسيمات حتى يمكن الوصول إلى طاقة أعلى.
وشاهد العلماء بتعجب الشعاع وهو يدور حول المسرع في أقل من 20 دقيقة، وهو ما أثبت أن المسرع كان جاهزا لحدث يوم الجمعة المثير الذي أرسل الجسيمات تتسابق حول الحلقة 11245 مرة في الثانية.
تم حقن ما يقرب من ثلاث مجموعات من الحزم في LHC اليوم وتمت زيادة طاقة البروتونات إلى مستويات مختلفة خلال بضع دقائق.
كان الهدف هو الوصول إلى 6.8 تيرا إلكترون فولت (TeV) – أي واحد TeV هو نفس الطاقة المنطلقة من البعوض الطائر – وهو رقم قياسي لم يتم الوصول إليه مطلقًا في معجل الجسيمات.
في حين أن هذه قد تبدو كمية صغيرة جدًا من الطاقة، إلا أنها بالنسبة لبروتون واحد كمية لا تصدق من الطاقة.
وكانت السرعة أقل بسبعة أميال في الساعة من سرعة الضوء.
كان باحثو CERN مستعدين لتصادم الجسيمات في يوم كسوف الشمس، 8 أبريل، لكنهم بدلاً من ذلك دفعوا بالتجربة إلى الأمام.
تم حقن ما يقرب من ثلاث مجموعات من الحزم في LHC اليوم وتمت زيادة طاقة البروتونات إلى مستويات مختلفة خلال بضع دقائق
ويوم الجمعة رأوا أول حزم مستقرة – وهو الهدف الذي حددته المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية (CERN).
وشارك الباحثون في الإعلان: “من أجل تحقيق حزم مستقرة، يجب بعد ذلك “الضغط” على الحزم المنتشرة وتعديلها باستخدام مغناطيس LHC”.
“وهذا ينطوي على جعل الحزم أضيق وأكثر تركيزا على مساراتها، وبالتالي من المرجح أن تنتج عددا كبيرا من الاصطدامات في أجهزة الكشف.
“فقط بعد الانتهاء من الضغط والضبط يمكن الإعلان عن الحزم المستقرة وتبدأ التجارب حول LHC في جمع البيانات.”
تم حقن ما يقرب من ثلاث مجموعات من الحزم في LHC يوم الجمعة وتمت زيادة طاقة البروتونات إلى مستويات مختلفة خلال بضع دقائق.
كان الهدف هو الوصول إلى 6.8 تيرا إلكترون فولت (TeV) – أي واحد TeV هو نفس الطاقة المنطلقة من البعوض الطائر – وهو رقم قياسي لم يتم الوصول إليه مطلقًا في معجل الجسيمات.
في حين أن هذه قد تبدو كمية صغيرة جدًا من الطاقة، إلا أنها بالنسبة لبروتون واحد كمية لا تصدق من الطاقة.
وقال مارسولييه: “إن “تفريغ يوم الاثنين” يعني أنه إذا سارت الأمور على ما يرام، فسيقوم فريق المشغلين بالحفاظ على العوارض وتشغيلها طوال عطلة نهاية الأسبوع، وإلقاءها في وقت مبكر على موندا”.
“عندما يكون لدينا حزم، نحاول الاحتفاظ بها طالما كانت مفيدة إذا كانت جودة الاصطدامات والبيانات جيدة.
“ثم يعني الوصول أنهم سيغتنمون الفرصة للذهاب وإصلاح شيء ما قبل التعبئة التالية – هذه عملية قياسية، ونحن بحاجة إلى الوصول على أساس منتظم. '
الغرض من LHC هو السماح للعلماء باختبار تنبؤات فيزياء الجسيمات المختلفة، بما في ذلك قياس خصائص هيغز بوزون أو جسيم الرب، الذي كان قطعة مفقودة في محاولة فهم كيفية عمل الكون.
ويعتقد العلماء أنه بعد جزء من الثانية من الانفجار الكبير الذي أدى إلى ولادة الكون، تشكل حقل طاقة غير مرئي، يسمى مجال هيغز.
عندما تمر الجسيمات عبر المجال، فإنها تلتقط الكتلة، مما يمنحها الحجم والشكل ويسمح لها بتكوين الذرات التي تشكلك، وكل شيء حولك وكل شيء في الكون.
كانت هذه هي النظرية التي اقترحها في عام 1964 البروفيسور هيجز، الطالب السابق في مدرسة النحو، والتي تم تأكيدها الآن.
وبينما تلاشت الجسيمات على الفور تقريبًا خلال تجربة LHC، وجد العلماء أنها تركت بصمة وراءها تكشف عن وجودها.