برای جستجوی ماهیت ماده تاریك صورت گرفت
شروع به کار برخورد دهنده هادرونی بزرگ با قدرتی بی سابقه
نیو وبلاگ: برخورد دهنده هادرونی بزرگ(LHC) در بالاترین سطح از توانش روشن شده است تا به جستجوی ماده تاریک بپردازد.
به گزارش نیو وبلاگ به نقل از ایسنا و به نقل از نیچر، انجام آزمایش در قوی ترین برخورد دهنده ذرات جهان در سرن، ژنو، بعد از سه سال بروزرسانی و ارتقای ماشین آلات آن، باردیگر از سر گرفته شد. برای دور سوم، پرتوهای پروتون در برخورد دهنده بزرگ هادرونی(LHC) با شدت بیشتری به گردش در می آیند. فیزیکدانان می خواهند از این برخوردها برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد جهان در مقیاس های کوچک تر و همین طور حل معماهایی مانند ماهیت ماده تاریک استفاده کنند.
در ساعت ۴: ۴۷ پس از ظهر به وقت محلی در تاریخ ۵ ژوئیه(۱۴ تیر)، فیزیکدانان در آزمایشگاهی واقع در نزدیکی ژنو، سوئیس، آشکارسازها را روشن و آغاز به دریافت داده ها کردند.
این دور از آزمایش ها به دنبال آزمایش های انجام شده در سالهای ۲۰۰۹ و ۲۰۱۵ انجام می شود. تارا شیرز (Tara Shears)، فیزیکدان ذرات در دانشگاه لیورپول، بریتانیا، می گوید: این نخستین باری است که بعد از همه گیری، دریچه ای را به روی کیهان باز می نماییم تا ببینیم جهان از چه چیزی تولید شده است.
پرتوهای پروتون فشرده تر به برخورد دهنده هادرونی بزرگ این امکان را می دهد تا نرخ اوج برخورد را برای مدت طولانی تری حفظ کند تا در آزمایش ها بتوان داده های بیشتری جمع آوری کرد. انرژی برخورد ۱۳.۶ تریلیون الکترون ولت (TeV) بوده و نسبت به ۱۳ تریلیون الکترون ولت در دوره قبلی بیشتر است و این مساله احتمال ایجاد ذرات سنگین تر و ناشناخته را زیاد می کند.
فیزیکدانان از انبوهِ داده ها برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد بوزون هیگز استفاده می نمایند که ۱۰ سال پیش در سرن کشف شد و سوالات بی شماری درباره آن باقی مانده است. آنها تکنیک های تحلیل و بررسی جدیدی را برای جستجوی فیزیک، فرای مدلهای استاندارد به کار خواهند گرفت و مجموعه ای از نتایج غیرعادی موجود را که با نظریه موجود تطابق ندارد، بررسی می کنند.
اگر این ناهنجاری ها واقعی باشند، می توانند به فیزیکدانان در توضیح خاصیت های اسرارآمیز کیهان که مدلهای استاندارد نمی تواند آنها را توضیح دهد مانند این که چرا ماده در همه جا وجود دارد اما پادماده کمیاب است، کمک کنند. اما اگر این ناهنجاری ها بوسیله نوسانات بر حسب اتفاق ایجاد شوند، داده های بیشتر موجب محو شدن این نشانه ها خواهند شد.
پرتوها از ماه آوریل در برخورد دهنده هادرونی بزرگ در گردش هستند و برخی برخوردها نیز رخ داده است. اما تنها ۱۴ ژوئیه پرتو به اندازه کافی ایمن اعلام گردید تا آزمایش ها از سر گرفته شوند. در بین آنها آزمایش های ATLAS و CMS قرار دارند که آزمایش های همه منظوره برخورد دهنده هادرونی بزرگ برای مطالعه طیف وسیعی از فیزیک هستند.
پرتو ذرات قدرت لطمه رساندن به آشکارسازها و ماشین آلات را دارد، بدین سبب مهندسان با احتیاط آغاز به کار می کنند و پایین ترین میزان پروتون ها را به گردش در می آورند. مایک لامونت(Mike Lamont)، مدیر شتاب دهنده ها و فناوری در سرن، می گوید که این تعداد در طول سال افزایش خواهد یافت.
در نهایت، انرژی پرتوی کوچک از ذرات، همچون انرژی قطاری خواهد بود که با سرعت ۱۵۰ کیلومتر در ساعت حرکت می کند، بدین سبب ما باید در این مورد بسیار بسیار مراقب باشیم.
در طول تعطیلی طولانی مدت از پیش برنامه ریزی شده، که با همه گیری کووید تمدید گردید، تیم سرن این شتاب دهنده را ارتقا دادند. بروزرسانی ها شامل نصب منبع جدیدی از پروتون ها برای جایگزینی فناوری قدیمی است که از سال ۱۹۷۸ در سرن مورد استفاده قرار می گیرد.
فیزیکدانان آشکارسازهای برخورد دهنده بزرگ هادرونی خصوصاً سیستم الکترونیکی و محاسباتی آنرا برای مقابله با شدت برخورد بیشتر بهبود بخشیدند. در آزمایش های CMS و ATLAS، برخورد دهنده هادرونی دسته هایی حدود ۱۰۰ میلیارد پروتون را با سرعت حدود ۴۰ میلیون برخورد در ثانیه برخورد می دهد.
دو آزمایش بزرگ یعنی LHCb و ALICE که شکل متراکم ماده به نام پلاسمای کوارک-گلئون را مطالعه می کنند، بطور کامل مورد بازبینی قرار گرفته اند. در صورتیکه CMS و ATLAS در حقیقت باید سرعت ایجاد داده خودرا دو برابر کنند، نرخ آزمایش LHCb، ده برابر بیش از آنچه بود، خواهد شد و آزمایش ALICE نیز ۵۰ برابر بیش از قبل تعداد برخوردها را ثبت خواهدنمود.
بگفته شیرز، پرتو که همه آشکارسازها به آن نیاز دارند، با شدت کم آغاز می شود، بدین سبب ماه ها طول می کشد تا داده های کافی برای تحلیل و بررسی در دسترس قرار بگیرد. فیزیکدانان باید پیش از دستیابی به یافته های جدید، آزمایش ها را با پرتو جدید کالیبره و بررسی نمایند که آشکارسازهای اصلاح شده مطابق انتظار کار می کنند.
برخورد دهنده هادرونی به مدت چهار سال به فعالیت می پردازد تا آن زمان که برخوردها متوقف شود و راه برای ارتقاء آن باز شود.
فابیولا جیانوتی(Fabiola Gianotti)، مدیرکل سرن گفته که رؤیای او برای سومین دور از فعالیت برخورد دهنده هادرونی یافتن ذرات تشکیل دهنده ماده تاریک است که فیزیکدانان فکر می کنند ۸۵ درصد از ماده در کیهان را تشکیل می دهد.
منبع: نیو وبلاگ
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب