آینده فیزیک در دستان برخورد دهنده بزرگ هادرونی

بیگ بنگ: با بازگشایی دوباره برخورد دهنده بزرگ هادرونی سرن پس از حدود دو سال تعمیر و به روز رسانی، هرگونه شکستی در مسیر کشف فیزیک نوین یک مانع بزرگ در راه پیشرفت کار خواهد بود.

LHC-به گزارش بیگ بنگ، طبیعت در طی قرن گذشته تطبیق های جالب توجهی را به فیزیکدان‌های ذرات نشان داد. فوتون را که به وسیله اینشتین در سال ۱۹۰۵ معرفی شد، به عنوان یک مفهوم انتزاعی برای کمک به توضیح الکترومغناطیس و نور در نظر گرفتیم، اما طبیعت فهمید و فوتون واقعی شد. یک چهارم قرن پس از آن، پل دیراک جادویی به نام پاد ماده ساخت و سپس خیلی زود در پرتوهای کیهانی ظاهر شد. همچنین در سال ۲۰۱۲ فیزیکدان های برخورد دهنده بزرگ هادرونی سرن در نزدیکی ژنو در سوئیس با شادمانی اعلام کردند که آنها ذره بوزون هیگز را درست در جایی یافتند که انتظار آن را داشتند.

کشف هیگز مهر تایید نهایی را روی مدل استاندارد ذرات بنیادی زد. به جز تعدادی کمی مسایل جزیی، همه چیزهایی که این نگره پیش‌بینی کرده است حال به شکل تجربی تأیید شده‌اند. اما برای تکمیل این مدل هنوز چیزهای زیادی برای توضیح دادن به جای مانده است، بدون هیچ نشانه واضحی از اینکه نقطه بعدی کجاست. با افزایش توان دوباره ال اچ سی پس از دو سال تعمیر، به نظر می‌رسد که برای اولین بار هیچ توافق نظری در مورد اینکه چه چیزی را بایستی پیدا کند وجود ندارد. اگر نگره پردازان به موفقیت هایشان ادامه دهند پس شتاب دهنده اولین گواه مناسب را برای ابرتقارن پدیدار خواهد کرد – نگره‌ای بسیار نوین که می‌تواند ماده تاریک، گرانش و دیگر پدیده‌هایی که در مدل استاندارد پوشش داده نشده‌اند را توضیح دهد. اما در واقع ال اچ سی باید پیش از این بسیاری از چنین نشانه‌هایی را می‌دید و حال آنکه تا به امروز چیزی را ندیده است که همین نکته فیزیکدان‌های بنیادی و تجربی را در یک حالت هیجان و آشفتگی قرار داده است.

ال اچ سی پس از راه اندازی دوباره می‌تواند نتایج متفاوتی را ارائه دهد:

ـ ممکن است نشان دهد که ابر تقارن در مسیر درستی است؛ اگر چه نه کاملاً همان‌گونه که ما انتظار داشتیم.

ـ می‌تواند تعدادی ذره نوین پیدا کند که در یک مسیر غافلگیر کننده باشند.

ـ یا آنکه هیچ چیزی را پیدا نکند.

هر کدام از دو مورد نخست هیجان انگیزند اما گزینه آخر شوم خواهد بود.

دیوید تانگ، استاد فیزیک بنیادی در دانشگاه کمبریج می‌گوید: «واقعاً تأسف بار خواهد بود اگر ال اچ سی هیچ چیزی را کشف نکند، زیرا موضوعی که من دوستش دارم دیگر به پایان راه خواهد رسید. اما اگر کیهان اینگونه رفتار می‌کند پس همین‌گونه است.» اگر ال اچ سی به روز رسانی شده به اندازه کافی برای پیشرفت قدرتمند نباشد، روزهای کوباندن پروتون‌ها به همدیگر برای آشکار کردن ماهیت بنیادین هستی احتمالاً به سر خواهد آمد. ما دیگر نمی‌توانیم تا زمانی که به انرژی‌های بسیار بیشتر برسیم به پیدا کردن هیچ چیز نوینی دلگرم باشیم – انرژی‌هایی بسیار بیشتر از توانایی هر برخورد دهنده ای که امروزه ممکن است بتوانیم بسازیم.

اما راهکارهایی هم وجود دارند، برخی استدلال می‌کنند که برخوردهای آشفته بین پروتون ها راهی ایده‌آل برای پیدا کردن فیزیکی پیشرفته تر از مدل استاندارد ذرات نیست. برنامه‌هایی نیز از پیش برای شتاب دهنده های الکترونی دقیق‌تر موجود هستند: از شتاب دهنده خطی بین‌المللی که احتمالا در ژاپن ساخته خواهد شد تا یک شتاب دهنده دایره‌ای در سرن با بیش از ۱۰۰ کیلومتر طول ـ بسیار بزرگ‌تر از ال اچ سی. بدین گونه کوشش ما برای درک ماهیت هستی در یک چند راهی قرار گرفته است.

تا امروز دولت‌ها از کشف های صورت گرفته به هیجان می‌آمدند و از دست‌آوردهای جانبی همچون شبکه جهانی اطلاعات خوشحال می‌شدند و از همین روی راضی بودند که میلیاردها دلار را روی آزمایش‌های ذرات هزینه کنند. اما اگر ال اچ سی این بار هیچ چیزی را عرضه نکند، آیا هنوز آن اطمینان و دلگرمی برای سرمایه‌گذاری روی نسل بعدی دستگاه‌ها وجود دارد؟ بسیاری از فیزیکدان‌ها ادعا می‌کنند که پیروزی آنها در طول این سال‌ها از روی شانس نبوده است. اما اکنون بدون پشتیبانی نگره‌های پذیرفته شده برای حمایت آنها احتمالاً به تمام شانس شان نیاز خواهند داشت.

باز نشر: سایت بیگ بنگ /محسن کرمی – نشریه دانشمند – شماره ۶۲۰ – خرداد ۱۳۹۴

منبع: NewScientist

image_pdfimage_print
(17 نفر , میانگین : 5٫00 از 5)
لینک کوتاه مقاله : http://bigbangpage.com/?p=31891

محسن کرمی

کارشناس فیزیک و روزنامه‌نگار علم است. وی تا کنون با نشریه‌های دانشمند و لذت‌فیزیک همکاری داشته و زمینه‌های کاری وی شامل فیزیک و فناوری می‌باشد. او هم‌چنین در کنار این فعالیت‌ها به برنامه‌نویسی نیز می‌پردازد. وب‌گاه mrgeo22.github.io

شما ممکن است این را هم بپسندید

پاسخ دهید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *