بیگ بنگ: آزمایشگاه فیزیک ذرات سرن پیشنهاد تازه‌اش برای ساخت یک برخورددهنده جدید ذرات به نام “برخورددهنده مدور آینده” (FCC) که جایگزین کوبنده فعلی ذرات (LHC) خواهد شد را منتشر کرده است.

به گزارش BBC، مسئولان سرن ساخت شتاب دهندهای را پیشنهاد کرده‌اند که با محیطی ۱۰۰ کیلومتری تقریبا چهار برابر بزرگتر و ده بار قدرتمندتر از نمونه کنونی است. هدف این پروژه تلاش برای یافتن ذرات بنیادی‌تر تشکیل دهنده اتم تا سال ۲۰۵۰ اعلام شده است. منتقدان می گویند که این بودجه را می توان برای مصارف بهتر مثل تحقیقات برای مقابله با گرمایش زمین به کار گرفت.

اما پروفسور فابیولا جیانوتی مدیر کل سرن پیشنهاد تازه را “یک دستاورد ستودنی” توصیف کرد. او گفت: “این نشان دهنده پتانسیل فوق‌العاده اف سی سی برای بهبود دانش ما از فیزیک بنیادی و پیشبرد بسیاری از فناوری‌ها با تاثیر گسترده بر جامعه است.” طرح‌های سرن که در گزارشی ارائه شده را هیاتی بین‌المللی از فیزیکدان‌ها در کنار سایر پیشنهادها بررسی خواهد کرد تا برای انتشار استراتژی تازه اروپا برای فیزیک ذرات در سال ۲۰۲۰ آماده شود.

برای این کار ابتدا تونلی در زیر سرن حفر خواهد شد تا حلقه شتاب دهنده جدید در آن نصب شود. اولین ماموریت این حلقه کوبیدن الکترون‌ها به همتای مثبت آنها به نام پوزیترون هاست. مرحله بعدی شامل نصب یک حلقه بزرگتر برای کوبیدن هسته اتم‌های سرب با الکترون هاست. مراحل یک و دو زمینه را برای گام نهایی یعنی کوبیدن هادرون‌های بزرگ با قدرتی تقریبا ده برابر “ال اچ سی” فراهم می کند.

به دنبال ابعاد تازه

فیزیکدان‌ها امیدوارند این نوع برخوردها ابعاد تازه‌ای از ذرات را فاش کند، ابعادی که جهان بر پایه آنها می گردد. نظریه کنونی ذرات تشکیل دهنده اتم به نام “مدل استاندارد” یکی از دستاوردهای بزرگ قرن بیستم بوده است. این نظریه رفتار ماده و نیروها را براساس تعامل میان خانواده‌ای متشکل از ۱۷ ذره توضیح می دهد. آخرین اینها، بوزون هیگز، در سال ۲۰۱۲ در برخورددهنده بزرگ ذرات در سرن کشف شد.

اما مشاهدات اخترشناسان به وجود چیزی بیش از آنچه که مدل استاندارد توضیح می دهد اشاره دارد. کهکشان‌ها با سرعتی بیش از آنکه باید می گردند و سرعت انبساط جهان به جای آنکه در حال کند شدن باشد درحال شتاب گرفتن است. به علاوه مدل استاندارد قوه گرانش را توضیح نمی دهد. به همین دلیل فرض می شود که فرآیند عمیق تری با حضور ذرات کشف نشده دیگر در جریان باشد. کشف آنها می تواند فیزیکدان‌ها را به یک نظریه “فراگیر” که به شدت دنبال آن هستند نزدیکتر کند.

نظریه‌ای که همه نیروهای طبیعت را به هم پیوند دهد و دو رکن اساسی فیزیک مدرن یعنی نسبیت عام و مکانیک کوانتوم را متحد کند. وقتی فیزیکدان‌ها برای اولین‌بار ساخت “ال اچ سی” را پیشنهاد کردند می دانستند که اگر مدل استاندارد صحیح باشد، این برخورددهنده می تواند به کشف هیگز منجر شود. آنها امیدوار بودند که این دستگاه همچنین به کشف ذراتی ورای مدل استاندارد منجر شود، کشفی که تاکنون از آن بازمانده است.

یکی از مشکلات پیشنهاد تازه برای ساخت کوبنده‌های بزرگتر هادرون این است که کسی نمی داند برای کشف ابرذرات مرموز مورد نظر، ذرات هادرون باید با چه قدرتی به هم کوبیده شوند. سرن امیدوار است که مرحله به مرحله بودن آزمایش‌هایش (اگر کوبنده بزرگتر ساخته شود)، به فیزیکدان‌ها امکان دهد دنبال ارتعاش ناشی از این ابرذرات بگردند.

سایت علمی بیگ بنگ / منبع: BBC