ده حقیقت جالب در مورد برخورد دهندهٔ هادرونی بزرگ

4
1984

بیگ بنگ: برخورد دهندهٔ هادرونی، بزرگترین دستگاه ساخته شده به دست بشر است. ده حقیقت شگفت انگیز در مورد این دستگاه وجود دارد که مغزتان از دانستن آنها سوت خواهد کشید!

particle collider chinaحقیقت اول: وقتی تونل دورانی 27 کیلومتری بین دریاچه ژنو و کوهستان ژورا حفاری شد، دو انتهای آن با اختلاف 1 سانتی‌متر به یکدیگر رسید. این دستگاه از تونل 27 کیلومتری استفاده می‌کند که برای “شتاب دهندهٔ بزرگ قبلی”، شتاب دهندهٔ الکترون-پوزیترون ساخته شده بود. این تونل به دلیل ملاحظات جغرافیایی(مربوط به هزینه) با عمق متوسط 100 متر و شیب کم 1.4 درصد ساخته شده است. ژرفای آن چیزی بین 175 متر (زیر کوهستان ژورا) و 50 متر (در نزدیکی دریاچه ژنو) است.

حقیقت دوم:  هر یک از ۶۰۰۰ تا ۹۰۰۰ رشتۀ ابررسانای نیوبیوم – تیتانیوم در کابلی که برای برخورد دهنده هادرونی تولید شده حدود ۰.۰۰۷ میلی متر ضخامت دارد که حدود ۱۰ برابر نازک‌تر از موی انسان است. اگر این رشته‌ها را به هم متصل کنید فاصلهٔ زمین تا خورشید را 6 بار طی کرده و با باقی آن 150 بار مسیر زمین تا ماه را می‌توان طی کرد. ابررساناها کلید ساخت 9600 آهنربا هستند. هر نوع از آهنرباها به بهبود خط سیر یک ذره و همچنین خنثی‌سازی اثر موج‌ها کمک می‌کند. افراد زیادی نمی‌دانند که پوستهٔ زمین در ژنو بر اثر این «موج‌های زمینی» 25 سانتیمتر بالا آمده است. این جابجایی باعث ایجاد تغییرات 1 میلیمتری در محیط برخورددهندهٔ هادرونی شده و این موضوع نیز باعث ایجاد تغییراتی در انرژی پرتوی و خط سیر می‌شود.

حقیقت سوم: تمام پروتون‌های شتاب داده شده در سرن از هیدروژن استاندارد بدست آمده‌اند. اگرچه پرتوهای پروتون در برخورد دهندهٔ هادرونی شدید هستند، اما تنها 2 نانوگرم هیدروژن در هر روز شتاب داده می‌شود. بنابراین یک میلیون سال برای شتاب دادن تنها ۱ گرم هیدروژن، زمان لازم است.

حقیقت چهارم: بخش مرکزی این برخورد دهنده، بزرگ‌ترین فریزر دنیاست. در دمایی پایین‌تر از دمای فضا، در این برخورد دهنده آهن، فولاد و تمام فنرهای ابررسانای مهم وجود دارد. این برخورد دهنده 120 تن هلیوم نیاز دارد تا آهنرباهای آن در دمای 1.9 درجهٔ کلوین عملکرد خود را حفظ کنند.

حقیقت پنجم: به صورت همزمان، این برخورد دهنده می‌تواند به دمای باورنکردنی بیش از 100 هزار برابر مرکز خورشید برسد. این دما از طریق شتاب گرفتن و برخورد دو پرتو با یون‌های سنگین حاصل می‌شود؛ یعنی یک رویداد علمی و حماسی که هر روزه در هر ثانیه 40 میلیون بار اتفاق می‌افتد.

حقیقت ششم: میزان فشار در لوله‌های پرتو در حدود جو ماه است؛ یعنی یک خلأ شدید. نامی از خلأ بردیم و بهتر است بدانید که مسیر لوله‌های شتاب‌دهنده برای گذر ذرات، عاری از هرگونه مولکول اضافی است و پمپ‌های تخلیه قدرتمندی دارد که حتی یک مولکول گاز را از قلم نمی‌اندازد.

حقیقت هفتم: پروتون‌ها با انرژی معین، در برخورد دهنده با 0.999999991 برابر سرعت نور حرکت می‌کنند. هر پروتون این حلقهٔ 27 کیلومتری را 11 هزار بار در ثانیه طی می‌کند. یک پرتو ممکن است بیش از 10 ساعت در گردش باشد و بیش از 10 میلیارد کیلومتر حرکت کند که مسافتی برابر با سفر رفت و برگشت به نپتون است. این ذرات آنقدر کوچک هستند که برخورد دادن آنها مثل شلیک دو سوزن از فاصلهٔ 10 کیلومتری و برخورد این دو سوزن با هم در نیمهٔ راه است.

حقیقت هشتم: در انرژی کامل، هر کدام از این دو پرتو انرژی‌ای برابر با یک قطار 400 تنی با سرعت 150 کیلومتر در ساعت دارند. این میزان انرژی برای ذوب کردن 500 کیلوگرم مس کافی است. این انرژی‌ها در حالت مطلق اگر با انرژی‌هایی که ما به صورت روزمره با آنها سر و کار داریم مقایسه شوند، چندان عجیب به نظر نخواهند رسید. حرکت یک پشه 1 ترا الکترون ولت انرژی دارد. چیزی که برخورد دهندهٔ بزرگ هادرونی را استثنائی می‌کند این است که انرژی را در فضایی حدود یک میلیون میلیون بار کوچکتر از یک پشه فشرده می‌کند.

حقیقت نهم: سامانه مدیریت محتوای آهنربا در حدود 10 هزار تن آهن در خود دارد که در مقایسه با برج ایفل، آهن بیشتری در آن استفاده شده است.

حقیقت دهم: داده‌های ثبت شده از آزمایش‌های بزرگ در این برخورد دهنده برای پرکردن حدود 50 هزار هارد دیسک 1 ترابایتی یا 10 میلیون دی وی دی در سال کافی است که در صورت انباشت این دی وی دی‌ها بر روی یکدیگر، ارتفاع آنها 12 کیلومتر در هر سال اضافه می‌شود.

ترجمه: رضا کاظمی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: meroli.web.cern.ch



ارسال یک پاسخ

لطفا دیدگاه خود را وارد کنید!
لطفا نام خود را در اینجا وارد کنید

این سایت از اکیسمت برای کاهش هرزنامه استفاده می کند. بیاموزید که چگونه اطلاعات دیدگاه های شما پردازش می‌شوند.

4 دیدگاه‌ها