پس از یک وقفه ۳ ساله، برخورددهنده هادرون بزرگ مجدداً راه اندازی می شود تا چند اتم دیگر را در هم بکوبد.

پس از یک وقفه ۳ ساله، برخورددهنده هادرون بزرگ مجدداً راه اندازی می شود تا چند اتم دیگر را در هم بکوبد.

بزرگ‌ترین برخورددهنده ذرات جهان در حال آماده شدن برای درهم شکستن اتم‌ها سخت‌تر از همیشه است.

پس از وقفه‌ای سه ساله از تعمیر و نگهداری برنامه‌ریزی‌شده، ارتقاء و هندمی تاخیر، برخورد کننده بزرگ هادرونی (LHC) در حال آماده شدن برای سومین و قدرتمندترین دوره آزمایشی خود است.

 

کارشناسان به Live Science گفتند، اگر همه آزمایش‌ها و بررسی‌های اولیه که از این ماه شروع می‌شود به خوبی انجام شود، دانشمندان آزمایش‌های خود را در ژوئن آغاز خواهند کرد و به تدریج تا پایان جولای به قدرت کامل خواهند رسید.

اجرای جدید سرانجام می‌تواند نسخه‌های «راست‌دست» ذرات شبح‌وار به نام نوترینوها; ذراتی را بیابید که  ماده تاریک را تشکیل می‌دهند، که گرانش اعمال می‌کند اما عدم تعامل با نور؛ و حتی به توضیح اینکه چرا اصلاً کیهان وجود دارد کمک کند.

“تکمیل به اصطلاح Long Shut-down 2 که در ابتدا برای دو سال برنامه ریزی شده بود اما به دلیل COVID-19 همه‌گیری، فرصتی را برای استقرار عملیات‌های تعمیر و نگهداری بی‌شمار، هم پیشگیرانه و هم اصلاحی فراهم کرد. استفان فرتوخ، فیزیکدان در سازمان اروپایی تحقیقات هسته‌ای (سرن)، که LHC را اداره می‌کند، به Live Science گفت، که برای راه‌اندازی چنین ماشین پیچیده‌ای به طول ۲۷ کیلومتر [۱۷ مایل] مورد نیاز است.

از سال ۲۰۰۸، LHC اتم‌ها را با سرعتی باورنکردنی به هم می‌کوبد تا ذرات جدیدی مانند بوزون هیگز، یک ذره بنیادی و آخرین قطعه گمشده در Standard M odel که نیروها و ذرات اساسی در جهان را توصیف می کند.

 

موارد مرتبط: آیا نوترینوهای بد رفتار می توانند دلیل وجود جهان را توضیح دهند؟

در آینده در اجرای سوم، قابلیت‌های ارتقا یافته برخورددهنده بر کاوش ویژگی‌های ذرات در مدل استاندارد، از جمله بوزون هیگز، و به دنبال شواهدی از ماده تاریک الف>.

علاوه بر سایر وظایف، آزمایش ATLAS، بزرگترین آشکارساز ذرات در LHC، سعی خواهد کرد به سوالی پاسخ دهد که برای چندین دهه دانشمندان را متحیر کرده است: چرا همه نوترینو تا کنون پنجه های جنوبی شناسایی شده است؟

بیشتر ذرات در طعم های چپ و راست هستند – که نحوه چرخش و حرکت ذرات را توصیف می کند – و تصور می شود که دارای ضد ماده – که جرم یکسانی دارند اما بار الکتریکی مخالف دارند.

در تئوری، نوترینوهای راست دست باید وجود داشته باشند، اما هیچ کس تا به حال یک نوترینوی راست دست گریزان، یک پادنوترینوی چپ دست یا یک دوقلو ضد ماده نسبت به یک نوترینوی معمولی پیدا نکرده است، طبق فرمیلب.

ATLAS خواهد بود طبق یک بیانیه از ربکا گونزالس سوارز، فیزیکدان سرن، هماهنگ کننده آموزش و توسعه همکاری ATLAS، و ربکا گونزالس سوارز، “من مشتاقم که دوباره داده ها را دریافت کنم و ببینم چه چیزی در جستجوهای مختلف می بینیم.” یک دانشیار در دانشگاه اوپسالا در سوئد به Live Science گفت. “شاید یک سورپرایز در آنجا باشد.”

 

اجرای LHC آینده همچنین دو آزمایش فیزیک جدید را معرفی خواهد کرد: آشکارساز پراکندگی و نوترینو (SND) و آزمایش جستجوی پیشرو (FASER).

FASER از یک آشکارساز واقع در ۱۵۷۵ فوت (۴۸۰ متر) از محل برخورد برای آزمایش ATLAS استفاده خواهد کرد، با هدف جمع‌آوری ذرات عجیب و غریب ناشناخته که می‌توانند مسافت‌های طولانی را قبل از تجزیه به ذرات قابل تشخیص طی کنند – به عنوان مثال، ذرات عظیمی که به سختی برهمکنش ضعیفی دارند. با ماده تعامل داشته و می تواند ماده تاریک را بسازد.

دتکتور فرعی FASER، FASERν و SND، هدفشان شناسایی نوترینوهای پرانرژی است که مشخص است در محل برخورد تولید می شوند اما هرگز شناسایی نشده اند. چنین تشخیص هایی به دانشمندان کمک می کند تا این ذرات را با جزئیات بیشتر از همیشه درک کنند.

و ممکن است به معمای دیگری نیز بپردازند. تصور می شود که ماده و پادماده به مقدار مساوی در بیگ بنگتولید شده اند. > در تئوری، این بدان معناست که آنها باید در تماس نابود می شدند و چیزی را پشت سر نمی گذاشتند. با این حال، جهان ما وجود دارد و بیشتر ماده است.

“این دو آزمایش تلاش می‌کنند تا برخی از بزرگترین معماهای فیزیک را حل کنند، مانند ماهیت ماده تاریک، منشأ جرم‌های نوترینو، و عدم تعادل بین ماده فرتوخ از طریق ایمیل به Live Science گفت و ضد ماده در جهان امروزی.

 

به‌روزرسانی‌های جدید به LHC اجازه می‌دهد تا ذرات را سخت‌تر از همیشه خرد کند – تا انرژی ۶.۸ ترال‌الکترون ولت، افزایشی بیش از حد قبلی ۶.۵ ترال‌الکترون‌ولت – که می‌تواند این کار را فعال کند. LHC تا انواع جدیدی از ذرات را ببیند.

LHC همچنین اتم‌ها را بیشتر به هم می‌کوبد، که این امر می‌تواند یافتن ذرات غیرمعمولی را که به ندرت در طول برخوردها تولید می‌شوند، برای دانشمندان آسان‌تر کند.

ارتقاء آشکارساز LHC ابزار آن را قادر می سازد تا داده های با کیفیت بالا را در مورد این رژیم انرژی جدید جمع آوری کند. اما در حالی که آزمایش‌های LHC هر ثانیه ترابایت داده را تحویل می‌دهند، تنها کسری را می‌توان ذخیره و مطالعه کرد.

بنابراین دانشمندان در CERN سیستم‌های خودکاری را که ابتدا داده‌ها را پردازش می‌کنند و جالب‌ترین رویدادها را انتخاب می‌کنند، بهبود بخشیده‌اند. ذخیره شود و بعداً توسط دانشمندان مورد مطالعه قرار گیرد.

“[LHC] 1.7 میلیارد برخورد در ثانیه ایجاد می کند. نگهداری همه این داده ها غیرممکن است، بنابراین ما نیاز به یک استراتژی برای انتخاب رویدادهایی داریم که فکر می کنیم جالب هستند. گونزالس سوارز به Live Science گفت. برای این کار، ما از بخش‌های خاصی از سخت‌افزارمان استفاده می‌کنیم که وقتی چیزی جالب به نظر می‌رسد، سیگنال ارسال می‌کند.»

برنامه ریزی شده است که اجرای سوم تا پایان سال ۲۰۲۵ ادامه داشته باشد. در حال حاضر، دانشمندان در حال بحث در مورد دور بعدی ارتقاها هستند که قرار است پس از اجرای ۳ برای فاز درخشندگی بالا LHC اجرا شود، که باعث افزایش بیشتر تعداد برخورد و انرژی همزمان و بهبود حساسیت ابزار.

محتوای مرتبط:

«ذره X» از سپیده دم زمان در داخل برخورد دهنده بزرگ هادرون شناسایی شد

چرا یک فیزیکدان می خواهد یک برخورد دهنده ذرات روی ماه

۵ مفهوم علمی تخیلی که ممکن است (در تئوری)

این مقاله در اصل توسط علم زنده. مقاله اصلی را اینجا بخوانید.

 

برچسب‌ها:

نظرات کاربران

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.