آزمايش تاريخي سياهچاله در ژنو؛ «نگراني از نابودي جهان»

روز چهارشنبه بعد از 14سال تلاش هزاران دانشمند از دهها کشور جهان و صرف ده ميليارد دلار هزينه ، نخستين پروتونها به دستگاه پيچيده اي در اعماق زمين در مرز ميان سوييس و فرانسه تزريق مي شود تا نظريه اي در مورد "ذرات بنيادي" آزمايش شود.  

بيش از ده هزار دانشمند از 85کشور از جمله ايران که حدود يک سوم آنان درجه دکتري فيزيک دارند در اجراي اين پروژه همکاري کرده اند.

در اين آزمايش در دستگاهي متشکل از يک حلقه حاوي مغناطيس‌هاي بسيار سرد با پيراموني برابر ‎27 کيلومتر در عمق يکصد متري زمين در دو سوي مرز سوييس و فرانسه ، دو پروتون با سرعت ‎ 11هزار دور در ثانيه در جهت‌هاي مخالف به دور اين حلقه عظيم مي‌چرخند تا از برخورد آنها ذرات ناشناخته پديد آيد.

هنگامي که پرقدرت‌ترين آزمايشگاه برخورددهنده ذرات ( LHC ) فعاليت خود را آغاز مي کند، برخي از عجيب‌ترين کشفيات نظير ماده نامريي يا ابعاد اضافي در فضا در معرض آزمايش قرار مي‌گيرد.

آزمايشگاه عظيم برخورد دهنده ي ذرات، يک تونل بزرگ دايره اي شکل است با محيط 27 کيلومتر که براي شتاب دادن و برخورد دادن ذرات بنيادي و ثبت اطلاعات و نتايج بدست آمده در فيزيک بکار مي رود.

آزمايش بزرگ روز چهارشنبه 10 سپتامبر 2008

استفن هاوکينگز اخترفيزيکدان نامدار انگليسي معتقد است که در اين آزمايش، ذره بنيادي به نام ذرات "هيگز" به دست نخواهد آمد. او در اين مورد حاضر شده است 100دلار شرط بندي کند.

اما برخي دانشمندان ديگر، خوشبين تر هستند. هوبرت ريوز اخترفيزيکدان فرانسوي به نشريه فرانسوي لومتن گفت آزمايش در شتاب دهنده هادرون در سازمان تحقيقات هسته اي اروپا (سرن) مي تواند نتايج غيرمنتظره اي به بار آورد که دنياي فيزيک ذرات را براي هميشه تغيير دهد.

هاوکينگز مي گويد آزمايش بزرگ "سرن" مي تواند به يافتن ذراتي غير از ذرات هيگز شود. اثبات وجود ذراتي قرينه ذراتي که اکنون شناخته شده هستند، مي تواند "تئوري ريسمانها" را تاييد کند و به اين ترتيب ماهيت "ماده تاريک" مرموز که کهکشانها را در کنار هم نگاه مي دارد، روشن شود.

انتقادات

برخي منتقدان بيم آن دارند که تحقيقات آزمايشگاه ابرتصادمگر هادرون از بدترين فرضياتي که فيزيکدانان مطرح کرده‌اند نتايج ويرانگرتري داشته باشد.

براي آنان اين سوال مطرح است که آيا اين برخورددهنده سياهچاله اي بوجود خواهد آورد که زمين را مي‌بلعد يا ذراتي در فضا مي‌پراکند که زمين را به يک توده داغ مرده تبديل مي‌کند؟

اما دانشمندان سازمان تحقيقات هسته‌اي اروپا يا همان سرن ‎ CERNکه برخي از آنها يک نسل است روي اين برخورددهنده ‎ 5/8ميليارد دلاري کار مي‌کنند اين فرضيات را احمقانه مي‌دانند.

لين ايوانس سرپرست اين طرح مي‌گويد واضح است که با راه اندازي اين شتاب دهنده دنيا به آخر نخواهد رسيد.

اين برخورددهنده از يک حلقه مغناطيس‌هاي بسيار سرد با پيراموني برابر ‎27 کيلومتر تشکيل شده که به يک ردياب عظيم به شکل بشکه متصل است. اين حلقه که در مرز ميان سوييس و فرانسه قرار دارد در عمق ‎ 100متري زير زمين مدفون است.

قرار است دانشمندان در اين تحقيقات، به جستجوي علايم ماده تاريک نامريي و انرژي تاريک بپردازند که ‎ 96درصد کيهان را تشکيل داده است و اميدوارند به پديده پيچيده ‎ Higgs bosonنگاهي بيندازند. گمان مي‌رود جرم ماده به خاطر وجود اين ذره باشد که تاکنون کشف نشده است.

اين برخورددهنده مي‌تواند شواهدي از ابعاد اضافي فراهم کند که براي فرضيه ابررشته (‎ superstring theory ) يک موهبت محسوب مي‌شود. اين فرضيه مي گويد کوارک‌ها که ذرات تشکيل‌دهنده اتم‌ها هستند، رشته‌هاي لرزان کوچکي هستند.

اين فرضيه مي‌تواند بسياري از سوالات پاسخ داده نشده فيزيک را حل کند، اما حل آن نيازمند ‎ 10بعد است که بسيار بيشتر از سه بعد فضايي است که حواس ما مي‌تواند احساس کند.

ايمني اين برخورددهنده که هفت برابر قويترين رقيب آن در فرمي لاب واقع در نزديکي شيکاگو انرژي توليد مي‌کند، سالها مورد بحث بوده است. طبق برآورد فيزيکداني به نام مارتين ريس احتمال اينکه يک شتاب‌دهنده يک فاجعه جهاني ايجاد کند يک در ‎50 ميليون است.

هر چند اين احتمال بسيار کمي است، اما مشابه شانس برنده شدن در برخي بخت آزمايي ها است.

يک گروه سرن اخيرا با انتشار گزارشي به اين نتيجه رسيدند که خطر وقوع يک حادثه فاجعه بار وجود ندارد. منتقدان اين تصادم گر در ماه مارس دادخواستي را در دادگاه هاوايي تنظيم کردند تا شروع فعاليت اين مجموعه را متوقف کنند. آنها مدعي هستند که فعاليت برخورد دهنده پيامدهاي ناخواسته‌اي دربردارد که مي‌تواند در نهايت به تخريب سياره ما بينجامد.

دانشمندان سرن مي‌گويند از ‎ 4/5ميليارد سال پيش تاکنون که منظومه شمسي تشکيل شد، پرتوهاي کيهاني زمين را بمباران کرده‌اند و تصادمهايي نظير آنچه که براي اين برخورددهنده برنامه ريزي شده است ايجاد کرده‌اند ولي زمين تا به امروز زنده مانده است.

جان اليس فيزيکدان نظري در سرن مي‌گويد برخورد دهنده فقط آنچه را که هر ثانيه در طبيعت اتفاق مي‌افتد، آنچه که ميلياردها سال است انجام مي‌شود بازآفريني مي‌کند .

منتقداني نظير واگنر مي‌گويند تصادماتي که شتاب‌دهنده ها انجام مي‌دهند مي تواند بسيار خطرناکتر از پرتوهاي کيهاني باشد.

توليد سياهچاله؟!

هر دو پديده ، ميکروسياهچاله‌هايي ايجاد مي‌کنند که انواع زيراتمي سياهچاله‌هاي کيهاني است، سياهچاله‌ها ستارگان فروپاشيده‌اي هستند که ميدان جاذبه آنها به حدي قوي است که مي‌تواند سيارات و ساير ستارگان را ببلعد.

اما ميکروسياهچاله‌ها که در اثر تصادم پرتوهاي کيهاني ايجاد مي‌شوند احتمالا با چنان سرعتي سير مي‌کنند که بدون هيچ خطري از زمين مي‌گذرند.

اما منتقدان مي‌گويند سياهچاله‌هاي توليد شده از يک تصادم گر حرکت بسيار کندتري دارند و داخل ميدان جاذبه زمين به دام مي‌افتند و در نهايت اين کره را تهديد مي‌کنند.

منتقدان مي‌گويند اين برخورددهنده ابتدا سياهچاله‌هاي کوچکي ايجاد مي‌کند که اليس اين احتمال را رد مي‌کند. آنها مي‌گويند حتي اگر اين سياهچاله ظاهر هم شوند همانگونه که استفان هاوکينگ فيزيکدان انگليسي پيش بيني کرده است بلافاصله از بين مي‌روند.

سرن در مورد ذرات خطرناک ‎ strangeletsخاطر نشان مي‌کند که وجود آنها هيچ گاه به اثبات نرسيده است. حتي اگر اين ذرات داخل برخورددهنده تشکيل شوند به سرعت تجزيه مي‌شوند.

هنگامي که برخورددهنده با نيروي کامل فعاليت کند دو پرتو پروتون با سرعت ‎ 11هزاردور در ثانيه در جهت‌هاي مخالف به دور اين حلقه عظيم مي‌چرخند.

اين پرتوها در دو لوله به ضخامت شيلنگ آتش نشاني حرکت مي‌کنند و داخل يک خلا که سردتر و تهي تر از فضاي ماوراي جو است با سرعت حرکت مي‌کنند.

مسير حرکت اين پرتوها توسط مغناطيس‌هاي بسيار سرد خنک مي‌شود تا پرتوهاي اطراف اين حلقه‌ها را هدايت کند و مانع از عبور بسته‌هاي پروتون از درون مغناطيس‌هاي پيراموني شود.

مسير اين پرتوها در چندين ردياب استوانه‌اي که در طول حلقه قرار دارند با يکديگر تلاقي مي‌کنند و تعداد معدودي از پروتون‌ها ي داخل آنها با يکديگر برخورد مي‌کنند. دو ردياب که بزرگترين اين ردياب‌ها محسوب مي‌شوند ، درواقع دوربين‌هاي ديجيتالي عظيمي هستند که هر کدام هزاران تن وزن دارند و قادرند هر ثانيه ميليونها عکس بگيرند.

اين ردياب‌ها ساليانه ‎ 15پتابايت اطلاعات توليد خواهندکرد که معادل کوهي از سي دي به ارتفاع ‎ 12مايل است. تجزيه و تحليل اين اطلاعات نيازمند يک شبکه جهاني رايانه‌هاي پرسرعت است.

روز چهارشنبه در ساعت 7و.30 دقيقه به وقت گرينويچ دستگاه شتاب دهنده براي آزمايش فعال شد اما آزمايش اصلي 40روز بعد انجام مي گيرد و پردازش انبوه اطلاعات ناشي از آن ميتواند سالها بطول انجامد.

شماري از دانشمندان پژوهشگاه دانشهاي بنيادي (مرکز تحقيقات فيزيک نظري و رياضيات ) ايران با "سرن" همکاري دارند.

در محوطه سرن كه به فاصله كمي از سواحل درياچه ژنو واقع شده ، بهار امسال هزاران نفر گردهم جمع شدند.

در اين جا ارتش عظيمي از دانشمندان وجود دارند كه مي‌دانند درباره چه سخن مي‌گويند!

به يکي از کارگاههاي بزرگ ساخت اين آزمايشگاه برويد! با حرکت دادن موس، اطراف خود را ببينيد!

منبع:

www.irna.ir

تنظيم و تلخيص:

ا.م.گميني