آزمایش تاریخی سیاهچاله در ژنو؛ «نگرانی از نابودی جهان»
روز چهارشنبه بعد از 14سال تلاش هزاران دانشمند از دهها کشور جهان و صرف ده میلیارد دلار هزینه ، نخستین پروتونها به دستگاه پیچیده ای در اعماق زمین در مرز میان سوییس و فرانسه تزریق می شود تا نظریه ای در مورد "ذرات بنیادی" آزمایش شود.
بیش از ده هزار دانشمند از 85کشور از جمله ایران که حدود یک سوم آنان درجه دکتری فیزیک دارند در اجرای این پروژه همکاری کرده اند.
در این آزمایش در دستگاهی متشکل از یک حلقه حاوی مغناطیس‌های بسیار سرد با پیرامونی برابر 27 کیلومتر در عمق یکصد متری زمین در دو سوی مرز سوییس و فرانسه ، دو پروتون با سرعت 11هزار دور در ثانیه در جهت‌های مخالف به دور این حلقه عظیم می‌چرخند تا از برخورد آنها ذرات ناشناخته پدید آید.
هنگامی که پرقدرت‌ترین آزمایشگاه برخورددهنده ذرات ( LHC ) فعالیت خود را آغاز می کند، برخی از عجیب‌ترین کشفیات نظیر ماده نامریی یا ابعاد اضافی در فضا در معرض آزمایش قرار می‌گیرد.
آزمایشگاه عظیم برخورد دهنده ی ذرات، یک تونل بزرگ دایره ای شکل است با محیط 27 کیلومتر که برای شتاب دادن و برخورد دادن ذرات بنیادی و ثبت اطلاعات و نتایج بدست آمده در فیزیک بکار می رود.
آزمایش بزرگ روز چهارشنبه 10 سپتامبر 2008
استفن هاوکینگز اخترفیزیکدان نامدار انگلیسی معتقد است که در این آزمایش، ذره بنیادی به نام ذرات "هیگز" به دست نخواهد آمد. او در این مورد حاضر شده است 100دلار شرط بندی کند.
اما برخی دانشمندان دیگر، خوشبین تر هستند. هوبرت ریوز اخترفیزیکدان فرانسوی به نشریه فرانسوی لومتن گفت آزمایش در شتاب دهنده هادرون در سازمان تحقیقات هسته ای اروپا (سرن) می تواند نتایج غیرمنتظره ای به بار آورد که دنیای فیزیک ذرات را برای همیشه تغییر دهد.
هاوکینگز می گوید آزمایش بزرگ "سرن" می تواند به یافتن ذراتی غیر از ذرات هیگز شود. اثبات وجود ذراتی قرینه ذراتی که اکنون شناخته شده هستند، می تواند "تئوری ریسمانها" را تایید کند و به این ترتیب ماهیت "ماده تاریک" مرموز که کهکشانها را در کنار هم نگاه می دارد، روشن شود.
انتقادات
برخی منتقدان بیم آن دارند که تحقیقات آزمایشگاه ابرتصادمگر هادرون از بدترین فرضیاتی که فیزیکدانان مطرح کرده‌اند نتایج ویرانگرتری داشته باشد.
برای آنان این سوال مطرح است که آیا این برخورددهنده سیاهچاله ای بوجود خواهد آورد که زمین را می‌بلعد یا ذراتی در فضا می‌پراکند که زمین را به یک توده داغ مرده تبدیل می‌کند؟
اما دانشمندان سازمان تحقیقات هسته‌ای اروپا یا همان سرن CERNکه برخی از آنها یک نسل است روی این برخورددهنده 5/8میلیارد دلاری کار می‌کنند این فرضیات را احمقانه می‌دانند.
لین ایوانس سرپرست این طرح می‌گوید واضح است که با راه اندازی این شتاب دهنده دنیا به آخر نخواهد رسید.
این برخورددهنده از یک حلقه مغناطیس‌های بسیار سرد با پیرامونی برابر 27 کیلومتر تشکیل شده که به یک ردیاب عظیم به شکل بشکه متصل است. این حلقه که در مرز میان سوییس و فرانسه قرار دارد در عمق 100متری زیر زمین مدفون است.
قرار است دانشمندان در این تحقیقات، به جستجوی علایم ماده تاریک نامریی و انرژی تاریک بپردازند که 96درصد کیهان را تشکیل داده است و امیدوارند به پدیده پیچیده Higgs bosonنگاهی بیندازند. گمان می‌رود جرم ماده به خاطر وجود این ذره باشد که تاکنون کشف نشده است.
این برخورددهنده میتواند شواهدی از ابعاد اضافی فراهم کند که برای فرضیه ابررشته ( superstring theory ) یک موهبت محسوب می‌شود. این فرضیه می گوید کوارک‌ها که ذرات تشکیل‌دهنده اتم‌ها هستند، رشته‌های لرزان کوچکی هستند.
این فرضیه میتواند بسیاری از سوالات پاسخ داده نشده فیزیک را حل کند، اما حل آن نیازمند 10بعد است که بسیار بیشتر از سه بعد فضایی است که حواس ما میتواند احساس کند.
ایمنی این برخورددهنده که هفت برابر قویترین رقیب آن در فرمی لاب واقع در نزدیکی شیکاگو انرژی تولید می‌کند، سالها مورد بحث بوده است. طبق برآورد فیزیکدانی به نام مارتین ریس احتمال اینکه یک شتابدهنده یک فاجعه جهانی ایجاد کند یک در 50 میلیون است.
هر چند این احتمال بسیار کمی است، اما مشابه شانس برنده شدن در برخی بخت آزمایی ها است.
یک گروه سرن اخیرا با انتشار گزارشی به این نتیجه رسیدند که خطر وقوع یک حادثه فاجعه بار وجود ندارد. منتقدان این تصادم گر در ماه مارس دادخواستی را در دادگاه هاوایی تنظیم کردند تا شروع فعالیت این مجموعه را متوقف کنند. آنها مدعی هستند که فعالیت برخورد دهنده پیامدهای ناخواسته‌ای دربردارد که میتواند در نهایت به تخریب سیاره ما بینجامد.
دانشمندان سرن می‌گویند از 4/5میلیارد سال پیش تاکنون که منظومه شمسی تشکیل شد، پرتوهای کیهانی زمین را بمباران کرده‌اند و تصادمهایی نظیر آنچه که برای این برخورددهنده برنامه ریزی شده است ایجاد کرده‌اند ولی زمین تا به امروز زنده مانده است.
جان الیس فیزیکدان نظری در سرن می‌گوید برخورد دهنده فقط آنچه را که هر ثانیه در طبیعت اتفاق می‌افتد، آنچه که میلیاردها سال است انجام می‌شود بازآفرینی می‌کند .
منتقدانی نظیر واگنر می‌گویند تصادماتی که شتابدهنده ها انجام می‌دهند می تواند بسیار خطرناکتر از پرتوهای کیهانی باشد.
تولید سیاهچاله؟!
هر دو پدیده ، میکروسیاهچاله‌هایی ایجاد می‌کنند که انواع زیراتمی سیاهچاله‌های کیهانی است، سیاهچاله‌ها ستارگان فروپاشیده‌ای هستند که میدان جاذبه آنها به حدی قوی است که میتواند سیارات و سایر ستارگان را ببلعد.
اما میکروسیاهچاله‌ها که در اثر تصادم پرتوهای کیهانی ایجاد می‌شوند احتمالا با چنان سرعتی سیر می‌کنند که بدون هیچ خطری از زمین می‌گذرند.
اما منتقدان می‌گویند سیاهچاله‌های تولید شده از یک تصادم گر حرکت بسیار کندتری دارند و داخل میدان جاذبه زمین به دام می‌افتند و در نهایت این کره را تهدید می‌کنند.
منتقدان می‌گویند این برخورددهنده ابتدا سیاهچاله‌های کوچکی ایجاد می‌کند که الیس این احتمال را رد می‌کند. آنها می‌گویند حتی اگر این سیاهچاله ظاهر هم شوند همانگونه که استفان هاوکینگ فیزیکدان انگلیسی پیش بینی کرده است بلافاصله از بین می‌روند.
سرن در مورد ذرات خطرناک strangeletsخاطر نشان می‌کند که وجود آنها هیچ گاه به اثبات نرسیده است. حتی اگر این ذرات داخل برخورددهنده تشکیل شوند به سرعت تجزیه می‌شوند.
هنگامی که برخورددهنده با نیروی کامل فعالیت کند دو پرتو پروتون با سرعت 11هزاردور در ثانیه در جهت‌های مخالف به دور این حلقه عظیم می‌چرخند.
این پرتوها در دو لوله به ضخامت شیلنگ آتش نشانی حرکت می‌کنند و داخل یک خلا که سردتر و تهی تر از فضای ماورای جو است با سرعت حرکت می‌کنند.
مسیر حرکت این پرتوها توسط مغناطیس‌های بسیار سرد خنک می‌شود تا پرتوهای اطراف این حلقه‌ها را هدایت کند و مانع از عبور بسته‌های پروتون از درون مغناطیس‌های پیرامونی شود.
مسیر این پرتوها در چندین ردیاب استوانه‌ای که در طول حلقه قرار دارند با یکدیگر تلاقی می‌کنند و تعداد معدودی از پروتونها ی داخل آنها با یکدیگر برخورد می‌کنند. دو ردیاب که بزرگترین این ردیاب‌ها محسوب می‌شوند ، درواقع دوربین‌های دیجیتالی عظیمی هستند که هر کدام هزاران تن وزن دارند و قادرند هر ثانیه میلیونها عکس بگیرند.
این ردیاب‌ها سالیانه 15پتابایت اطلاعات تولید خواهندکرد که معادل کوهی از سی دی به ارتفاع 12مایل است. تجزیه و تحلیل این اطلاعات نیازمند یک شبکه جهانی رایانه‌های پرسرعت است.
روز چهارشنبه در ساعت 7و.30 دقیقه به وقت گرینویچ دستگاه شتاب دهنده برای آزمایش فعال شد اما آزمایش اصلی 40روز بعد انجام می گیرد و پردازش انبوه اطلاعات ناشی از آن میتواند سالها بطول انجامد.
شماری از دانشمندان پژوهشگاه دانشهای بنیادی (مرکز تحقیقات فیزیک نظری و ریاضیات ) ایران با "سرن" همکاری دارند.
در محوطه سرن كه به فاصله كمی از سواحل دریاچه ژنو واقع شده ، بهار امسال هزاران نفر گردهم جمع شدند.
در این جا ارتش عظیمی از دانشمندان وجود دارند كه می‌دانند درباره چه سخن می‌گویند!
به یکی از کارگاههای بزرگ ساخت این آزمایشگاه بروید! با حرکت دادن موس، اطراف خود را ببینید!
منبع:
تنظیم و تلخیص:
ا.م.گمینی
