بیگ بنگ: قرار است بزرگترین آزمایشگاه جهان برای شروع یک دوره ی کاری 3 ساله مجددا در ماه مارس 2015 فعاليت خود را از سر بگيرد. برخورد دهنده بزرگ هادرون با دو برابر قدرت بیشتر می تواند به درک ماده تاریک و حتی کشف ذرات جالب‌تر از بوزون هیگز کمک کند.

دانشمندان در برخورد‌ دهنده بزرگ هادرون می‌گویند این آزمایشگاه بزرگ فیزیکی امسال موفق به کشف ذرات بنیادی جدیدی می شود که از بوزون هیگز نیز هیجان‌ انگیز‌تر خواهند‌ بود. افزايش سطح انرژي مي‌تواند زمينه آشكار شدن اولين ذره ابرمتقارن در اين دستگاه را فراهم آورد. كشف اين ذرات جدید مي‌تواند دانشمندان را به سوي شناسايي ماده تاريك راهنمايي كند؛ شناخت بيشتر ماده تاريك نيز خود گشايشي بزرگتر به سوي ديگر معماهاي بزرگ جهان هستي خواهد‌ بود.

در ماه نوامبر نیز دانشمندان مرکز سرن از کشف دو ذره کاملا ناشناخته خبر داده بودند که در داده‌های جمع‌ آوری شده توسط برخورد دهنده بزرگ هادرونی پنهان مانده بودند. دانشمندان وجود این دو ذره جدید را چند سال قبل پیش‌بینی کرده بودند، اما آن زمان هیچ شاهدی بر این مدعا وجود نداشت. دو ذره جدید به تقویت نظریه مدل استاندارد فیزیک خواهند پرداخت که همه ذرات شناخته‌شده جهان را توصیف می‌کند. کشف این ذرات همچنین به فیزیکدانان در درک بهتر یکی از نیروهای بنیادی جهان موسوم به نیروی هسته‌ای قوی کمک می‌کند که مانند چسب عمل کرده و ذرات را در کنار هم قرار می‌دهد. سایر نیروهای بنیادی شامل نیروی هسته‌ای ضعیف، الکترومغناطیس و گرانش هستند.

این دو ذره زیراتمی جدید -‘Xi_b و -*Xi_b نام گرفته‌اند؛ هر دو ذره از گروه باریون‌ها محسوب می‌شوند. باریون‌ها شامل ذرات شناخته‌شده‌ای مانند پروتون‌ها و نوترون‌ها هستند که توسط نیروی هسته‌ای قوی در کنار هم قرار گرفته‌اند. دانشمندان نظریه پایه نیروی هسته‌ای قوی را در درک کرده و می‌توانند از این نظریه برای برآورد اندازه و جرم باریون‌های مختلف استفاده کنند؛ اما معادلات ریاضی این نیرو بسیار پیچیده هستند.

دلیل این امر آن است که ذرات دارای ویژگیهای عجیب هستند. بخشی از جرم باریون‌ها می‌تواند بطور خودبخود بوجود آمده یا از بین برود. این شار عجیب، استفاده از نیروی هسته‌ای قوی را برای پیش‌بینی جرم آن‌ها مشکل می‌سازد. فیزیکدانان پیش‌بینی‌های خود را با داده‌های واقعی بدست آمده توسط شتاب‌دهنده‌هایی مانند برخورد دهنده هادرونی مورد آزمایش قرار می‌دهند تا صحت آنها را تائید کنند. برای این ذرات خاص، سنجش‌های واقعی جرم از داده‌های برخود دهنده بزرگ هادرونی با جرم پیش‌بینی شده توسط دانشمندان تطابق داشت. دو ذره جدید هر کدام شش برابر بزرگتر از یک پروتون هستند.

مدل استاندارد کاستی‌های خاص خود را دارد و از این رو فیزیکدانان دائما در حال اصلاح آن هستند. محققان قصد دارند برای کشف ماده تاریک از ابرتقارن استفاده کنند، ابرتقارن بخشي افزوده شده به مدل استاندارد است كه طبيعت ذرات بنيادين و تعاملات آنها را با يكديگر توضيح مي‌دهد. طبق ابر تقارن، همه ذرات از همتایی برخوردارند که سنگین‌تر بوده و به باور کارشناسان، اگر وجود داشته باشند باید برخورد دهنده بزرگ هادرونی بتواند آن‌ها را کشف کند. دانشمندان با راه‌اندازي دوباره ی برخورد‌ دهنده هادرون اميد زيادي براي يافتن ذرات بنياديني كه در اين مدل نام برده شده‌اند و هنوز شناسايي نشده‌اند، دارند.

سایت علمی بیگ بنگ / منابع بیشتر: bbc , nbcnews