چرا شتاب دهنده ذرات در سازمان سرن دوباره فعال شد؟
سازمان اروپایی تحقیقات هسته‌ای (سرن) که در نزدیکی شهر ژنو سوئیس قرار دارد، پس از سه سال توقف فعالیت با هدف ارتقاء سیستم، بار دیگر برخورد دهنده هادرونی بزرگ (LHC) را فعال کرده تا دور جدیدی از آزمایش‌ها را آغاز کند.
به گزارش رادیونشاط، برخورد دهنده هادرونی بزرگ، دستگاهی طویل با مجموعه‌ای از حلقه‌های شتاب دهنده است که در تونلی به طول ۲۷ کیلومتر و در عمق ۱۷۵ متری زیر مرز سوئیس-فرانسه نصب شده و در حال حاضر بزرگ‌ترین و پر انرژی‌ترین شتاب دهندۀ ذرات در جهان محسوب می‌شود.
در این سیستم، ذرات با انرژی جنبشی زیاد و در خلاف جهت یکدیگر حرکت و با یکدیگر برخورد داده می‌شوند و قرار است در تحقیقات جدید، برخورد ذرات با شدت بالاتری انجام شود.
کلودیو بورتولین که مدت ۱۲ سال است در این مرکز مشغول تحقیق و آزمایش است، در جریان یک گزارش اختصاصی برای یورونیوز درباره پروژه جدید و ماموریت تازۀ برخورد دهنده هادرونی بزرگ صحبت می‌کند.
قرار است دقیقا از امروز در داخل برخورد دهنده هادرونی بزرگ چه اتفاقی بیفتد؟
کلودیو بورتولین: «از امروز مرحله سوم این آزمایش‌ها شروع می‌شود. به این معنی که از امشب (۵ ژوئیه) کار جمع آوری داده‌های آزمایش از سر گرفته می‌شود و برخورد دهنده هادرونی بزرگ پس از انجام مراحلی همچون تزریق سه دسته پروتون کار را آغاز می‌کند. ما باید از پایدار بودن پرتوها نیز اطمینان یابیم تا بتوانیم به کمک آنها در ساعات پیش‌رو برخوردهای پایداری را شاهد باشیم.»
هدف از این تحقیق چیست و چرا برای علم اهمیت دارد؟
کلودیو بورتولین: «جهان هنوز مملو از پرسش‌های بی‌جواب است و بشر در سال‌های اخیر پیشرفت‌های باورنکردنی در زمینه تحقیقات کیهان‌شناسی (از جمله امواج گرانشی) رسیده است؛ بویژه در موضوع فیزیک ذرات که به واکاوی ذرات بی‌نهایت کوچک در داخل اتم‌ها می‌پردازد و به دنبال آن است که دریابد چه اتفای میان این ذرات می‌افتد که منجر به ساخته شدن بلوکهایی به نام اتم می‌شود.»
به گفتۀ کلودیو بورتولین «در دورن هر اتم، دنیایی از ذرات نامرئی دیده می‌شود از جمله الکترون‌ها، فوتون‌ها، کوارک‌ها، بوزون‌ها و نیروهایی که بر فعالیت آنها تاثیر می‌گذارند. در چنین جایی است که تاریخ کهکشان نوشته شده و دانشمندان به دنبال کشف آن هستند».
دانشمندان سرن امیدوارند در دور جدید تحقیقات و با برخورد دادن ذرات، چه چیزی را درک کنند؟
کلودیو بورتولین: «ما در ۴ ژوئیه دهمین سال کشف "بوزون هیگز" را جشن گرفتیم. در سال‌هایی که گذشت نیز سعی داشتیم ویژگی‌های این ذره را بیشتر بشناسیم و تا جای امکان آنها را اندازه گیری کنیم. اما هنوز برای شناخت و توصیف جزئیات آن راه درازی در پیش داریم. به همین دلیل باید طی سال‌های پیش‌رو و به کمک برخورد دهنده هادرونی بزرگ، بارها آزمایشات مربوط به "بوزون هیگز" را تکرار کنیم تا به توانیم پنهان‌ترین زوایای آن را کشف و درک کنیم.»
کلودیو بورتولین همچنین با اشاره به وظیفۀ ۶ آشکارساز برخورد دهنده هادرونی بزرگ در دور جدید آزمایش‌ها می‌افزاید: «چیزی که روشن است ذرۀ "بوزون هیگز" در اولین لحظات وقوع انفجار بزرگ بیگ بنگ نقشی کلیدی ایفا کرده و به همین دلیل داستان‌های زیادی برای حکایت دارد. اکنون چیزی فراتر از نظریه "مدل استاندارد فیزیک ذرات بنیادی" مطرح است و دانشمندان امیدوارند ذرات جدید و پیش‌بینی نشده‌ای را از مسیر آشکارسازهای ATLAS و CMS کشف کنند. آشکارساز ALICE نیز باید کار درک رفتار پلاسمای کوارک-گلوئون را ادامه دهد بویژه در وضعیتی که کوارک‌ها و گلوئون‌ها محدود به ذرات دیگر نیستند. سیستم LHCb نیز باید به یک برنامۀ تحقیقاتی دربارۀ عدم تقارن ماده-ضدماده ادامه دهد که اخیراً منجر به شناخت ذرات عجیبی مانند تتراها و پنتاکوارک‌ها شده است.»
چه ارتباطی بین فیزیک ذرات و اسرار بزرگ جهان ما وجود دارد؟
کلودیو بورتولین: «آزمایش‌های سرن کمکی اساسی به درک قوانین حاکم بر عملکرد کیهان، بویژه در اولین لحظات شکل‌گیری حیات می‌کند. اگرچه پرسش‌هایی مانند اینکه چرا فقط ماده در کیهان وجود دارد و ضدماده ناپدید شده هنوز یک سوال بی‌پاسخ است، اما سرن سعی دارد به همراه دانشمندان حوزه‌های اخترشناسی و اخترفیزیک، هم بر دانش بشر از گذشتۀ کیهان بیفزاید و هم شاید بتواند تکامل آن را در آینده را پیش‌بینی کند.»