بزرگ ترین شتاب دهنده ذرات روی زمین پس از 3 سال خاموشی روشن شد - وبلاگ سفر و گردشگری

به گزارش وبلاگ سفر و گردشگری، دانشمندانی که بر بزرگ ترین و قدرتمندترین شتاب دهنده ذرات روی زمین نظارت می نمایند، پس از سه سال وقفه آن را روشن کردند تا بعضی از پیچیده ترین معماهای فیزیک را حل نمایند.

برخورددهنده ی هادرونی بزرگ (LHC) شتاب دهنده قدرتمند ذرات واقع در سرن (CERN) در نزدیکی ژنو سوئیس، پس از سه سال تعطیلی برای تعمیر و نگهداری و به روزآوری، روز آدینه 22 آوریل (2 اردیبهشت) دوباره راه اندازی شد. فعال سازی مجدد این برخورددهنده، چیزی را که دانشمندان آن را اجرای 3 (Run 3) می نامند شروع کرد؛ سومین اجرای علمی LHC، که آزمایش هایی را تا سال 2024 انجام خواهد داد.

مایک لامونت (Mike Lamont) مدیر شتاب دهنده ها و فناوری سرن، در این رابطه گفت: ماشین ها و تأسیسات در طول دومین تعطیلی طولانی مجموعه شتاب دهنده سرن، تحت ارتقای اساسی قرار گرفتند. از جمله LHC تحت یک برنامه تثبیت گسترده قرار گرفته است و اکنون با انرژی حتی بالاتر کار می نماید و به لطف پیشرفت های عمده در مجموعه انژکتور، داده های قابل توجه بیشتری را به آزمایش های پیشرفته تر LHC ارائه می دهد.

این آزمایش ها تازه بر پایه اکتشافات LHC در طول اجرای 1 (2009-2013) و اجرای 2 (2015-2018) تعریف شده اند.

برای فعال سازی مجدد این ابزار علمی، دانشمندان حلقه 27 کیلومتری برخورددهنده هادرونی بزرگ را برای تزریق دو پرتو پروتون در جهت مخالف در سطح انرژی 450 میلیارد الکترون ولت شلیک کردند. به گفته دانشمندان این فقط یک پیش غذا برای سطوح انرژی حتی بالاتر محسوب می گردد و LHC به محض رسیدن به هدف شگفت آور خود یعنی 13.6 تریلیون الکترون ولت برای اجرای 3 فعالیت می نماید.

رودری جونز (Rhodri Jones) سرپرست بخش پرتوهای سرن هم اعلام کرد: این پرتوها با انرژی تزریق شده به گردش درآمدند و تعداد نسبتا کمی پروتون داشتند. برخوردهای با شدت بالا و انرژی بالا چند ماه دیگر صورت می گیرند اما نخستین پرتوها، نشان دهنده راه اندازی مجدد موفقیت آمیز شتاب دهنده پس از تمام کوشش های سخت در زمان خاموشی طولانی است.

تعطیلی سه ساله LHC به دانشمندان امکان داد تا چهار آزمایش کلیدی روی شتاب دهنده ذرات را ارتقا دهند. به گفته سرن، آشکارسازهای اطلس (ATLAS) و سی ام اس (CMS) به تنهایی برخورد ذرات بیشتری را نسبت به مجموع دو مرحله گذشته دریافت خواهند کرد.

اطلس، مخفف دستگاه LGC حلقوی (A Toroidal LHC Apparatus) قطعات ریز زیراتمی ناشی از برخورد ذرات را تشخیص می دهد و برای شکار بوزون هیگز (Higgs Boson)، ماده تاریک و ابعاد اضافی استفاده می گردد.

CMS هم که سرواژه های عبارت سیم لوله میون فشرده (Compact Muon Solenoid) است، یک آشکارساز همه منظوره به شمار می رود که از سیستم های گوناگون برای مشاهدات مشابه اطلس استفاده می نماید.

علاوه بر ATLAS و CMS، آزمایش آلیس (ALICE) شتاب دهنده ذرات برای برخوردهای یون سنگین به لطف ارتقای اجرا شده قادر به تشخیص 50 برابر برخورد بیشتر خواهد بود، در حالی که ابزار دیگری به نام ال اچ سی بی (LHCb) هم توانایی تشخیص خود را تا سه برابر افزایش خواهد داد.

مقامات سرن اعلام کردند: شمار بی سابقه برخوردها به تیم های بین المللی فیزیک دانان در سرن و در سراسر دنیا امکان می دهد تا بوزون هیگز را با جزئیات کامل مطالعه کنند و مدل استاندارد فیزیک ذرات و توسعه های مختلف آن را تحت سخت ترین آزمایش ها قرار دهند.

علاوه بر آزمایش های ارتقا یافته، دو آزمایش نو هم با نام آزمایش جست وجوی رو به جلو (FASER) و آشکارساز پراکندگی و نوترینو در ال اچ سی (SND@LHC) طی اجرای 3 روی LHC فعال خواهند شد. انتظار می رود که این آزمایش ها فیزیک مدرن را فراتر از مدل استاندارد آنالیز کنند و تعداد دفعات آن را میزان گیری کنند. انتظار می رود که طی این آزمایش ها پادماده شکل بگیرد و دانشمندان فیزیک پرتوهای کیهانی و حالت عجیبی از ماده به نام پلاسمای کوارک-گلئون را کشف کنند.

راه اندازی اولیه چندین هفته طول می کشد تا LHC بازسازی شده برای میزان گیری های علمی واقعی آماده گردد. به گفته مقامات سرن انتظار می رود این چالش های علمی در تابستان شروع شوند.

به محض سرانجام یافتن اجرای 3 در سال 2024 میلادی، دانشمندان سرن دوباره آن را برای بازنگری برنامه ریزی شده دیگری که شامل ارتقاهای بیشتر برای شتاب دهنده بزرگ ذرات می گردد، تعطیل خواهند کرد. پس از تکمیل، این ارتقا به دانشمندان امکان خواهد داد که LHC را پس از بازگشایی در سال 2028، به برخورددهنده هادرونی بزرگ با درخشندگی بالا تغییر نام دهند.

عکس کاور: برخورددهنده هادرونی بزرگ پس از 3 سال تعطیلی

Credit: CERN

منبع: Space