باريس: بعد عشر سنوات من اكتشافه لبوزون هيغز ، يوشك مصادم الهادرونات الكبير على البدء في تحطيم البروتونات معًا بمستويات طاقة غير مسبوقة في سعيه للكشف عن المزيد من الأسرار حول كيفية عمل الكون.
بدأ مصادم الجسيمات الأكبر والأقوى في العالم في العمل مرة أخرى في أبريل بعد انقطاع دام ثلاث سنوات لإجراء ترقيات استعدادًا لجولته الثالثة.
أعلنت المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية (CERN) في مؤتمر صحفي الأسبوع الماضي ، أنها ستعمل على مدار الساعة لمدة أربع سنوات تقريبًا بطاقة قياسية تبلغ 13.6 تريليون إلكترون فولت ، وذلك اعتبارًا من يوم الثلاثاء.
سترسل حزمتين من البروتونات – جزيئات في نواة الذرة – في اتجاهين متعاكسين بسرعة الضوء تقريبًا حول حلقة طولها 27 كيلومترًا (17 ميلًا) مدفونة على بعد 100 متر تحت الحدود السويسرية الفرنسية.
سيرسل أقوى مصادم في العالم حزمتين من البروتونات في اتجاهين متعاكسين بسرعة تقترب من سرعة الضوء
سيتم تسجيل الاصطدامات الناتجة وتحليلها من قبل آلاف العلماء كجزء من مجموعة من التجارب ، بما في ذلك ATLAS و CMS و ALICE و LHCb ، والتي ستستخدم القوة المعززة لاستكشاف المادة المظلمة والطاقة المظلمة وغيرها من الألغاز الأساسية.
قال مايك لامونت ، رئيس قسم المسرعات والتكنولوجيا في CERN: “نهدف إلى تقديم 1.6 مليار اصطدام بروتون-بروتون في الثانية” لتجارب ATLAS و CMS.
وأضاف أنه هذه المرة سيتم تضييق أشعة البروتون إلى أقل من 10 ميكرون – يبلغ سمك شعرة الإنسان حوالي 70 ميكرون – لزيادة معدل الاصطدام.
سيسمح معدل الطاقة الجديد لهم بإجراء مزيد من البحث عن بوزون هيغز ، الذي لاحظه مصادم هادرون الكبير لأول مرة في 4 يوليو 2012.
أحدث هذا الاكتشاف ثورة في الفيزياء جزئيًا لأن البوزون يتناسب مع النموذج القياسي – النظرية السائدة لجميع الجسيمات الأساسية التي تتكون منها المادة والقوى التي تحكمها.
ومع ذلك ، أثارت العديد من النتائج الحديثة أسئلة حول النموذج القياسي ، وسوف ينظر المصادم الذي تمت ترقيته حديثًا إلى بوزون هيغز بمزيد من العمق.
قال فابيولا جيانوتي ، المدير العام لـ CERN ، الذي أعلن لأول مرة عن اكتشاف البوزون قبل عقد من الزمان: “يرتبط بوزون هيغز ببعض الأسئلة المفتوحة الأكثر عمقًا في الفيزياء الأساسية اليوم”.
مقارنةً بالركض الأول للمصادم الذي اكتشف البوزون ، هذه المرة سيكون هناك تصادمات أكثر 20 مرة. قال لامونت: “هذه زيادة كبيرة ، مما يمهد الطريق لاكتشافات جديدة”.
قال يواكيم منيش ، رئيس قسم الأبحاث والحوسبة في CERN ، إنه لا يزال هناك الكثير لنتعلمه عن البوزون. “هل جسيم هيغز جسيم أساسي حقًا أم أنه مركب؟” سأل.
“هل هو الجسيم الوحيد الذي يشبه هيغز – أم أن هناك جسيمات أخرى؟”
حددت التجارب السابقة كتلة بوزون هيغز ، بالإضافة إلى أكثر من 60 جسيمًا مركبًا تنبأ بها النموذج القياسي ، مثل التيتراكوارك.
لكن جيان جوديس ، رئيس قسم الفيزياء النظرية في CERN ، قال إن مراقبة الجسيمات ليست سوى جزء من الوظيفة. قال “فيزياء الجسيمات لا تريد فقط فهم الكيفية – هدفنا هو فهم السبب”.
من بين التجارب التسعة لمصادم الهادرونات الكبير ALICE ، الذي يسبر المادة التي كانت موجودة في أول 10 ميكروثانية بعد الانفجار العظيم ، و LHCf ، الذي يستخدم الاصطدامات لمحاكاة الأشعة الكونية.
بعد هذا التشغيل ، سيعود المصادم في عام 2029 باعتباره المصادم LHC عالي اللمعان ، مما يزيد من عدد الأحداث القابلة للاكتشاف بعامل 10.
علاوة على ذلك ، يخطط العلماء لإنشاء مصادم دائري مستقبلي – حلقة بطول 100 كيلومتر تهدف إلى الوصول إلى طاقات هائلة تصل إلى 100 تريليون إلكترون فولت. لكن في الوقت الحالي ، ينتظر الفيزيائيون بفارغ الصبر نتائج الجولة الثالثة لمصادم الهادرونات الكبير. قالت المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية CERN: “بدأ موسم فيزياء جديد”.
نُشر في Dawn ، 5 يوليو 2022
“هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز.”
