نسان به کشف اسرار پیدایش جهان نزدیک می شود

به گزارش سیتنا به نقل از مجله " Physical Review Letters"، طبق مطالعه تازه منتشر شده در مجله Physical Review Letters، دانشمندان موسسه فناوری ماساچوست(MIT) که با "سرن" همکاری می‌کنند، با وجود نادر بودن ساختارهای این ذرات مرموز و ناشناخته، شواهدی از ذرات X در پلاسمای کوارک-گلوئون تولید شده توسط برخورددهنده بزرگ هادرونی(LHC) پیدا کرده‌اند.

کوارک‌ها ویژگی‌های ذاتی گوناگونی دارند که بار الکتریکی، بار رنگ، اسپین و جرم از جمله این ویژگی‌ها هستند. کوارک تنها ذره بنیادی از مدل استاندارد فیزیک ذرات است که هر چهار برهمکنش بنیادی را تجربه می‌کند. به این برهمکنش‌ها نیروهای بنیادی(الکترومغناطیس، هسته‌ای قوی، هسته‌ای ضعیف، گرانش) نیز گفته می‌شود. همچنین کوارک تنها ذره‌ای است که بار الکتریکی آن مضرب صحیحی از بار بنیادی نیست. شش گونه مختلف از کوارک‌ها وجود دارد که به هر یک از آنها یک مزه یا چاشنی می‌گویند.

این کشف از طریق تکنیک‌های وابسته به یادگیری ماشینی انجام شد که فیزیکدانان را قادر ساخت تا بیش از ۱۳ میلیارد برخورد یون سنگین را تجزیه و تحلیل کنند که همه آنها دهها هزار ذره باردار را ایجاد کردند و محققان با بررسی این ترکیب فوق متراکم و پرانرژی، تقریباً ۱۰۰ ذره X به ویژه نوع ۳۸۷۲ را که بر اساس جرم تخمینی ذره نام‌گذاری شده‌اند، شناسایی کردند.

این اولین باری است که دانشمندان با موفقیت ذرات X را در این پلاسمای کوارک-گلوئون به روشی شناسایی کردند که دانشمندان فکر می‌کنند ممکن است ساختار مرموز آنها را آشکار کند.

پس از انبساط اولیه، جهان به اندازه کافی سرد شد که امکان پیدایش ذرات زیراتمی و بعدها اتم‌های ساده پدید آید. به هم پیوستن ابرهای غول‌پیکر از عناصر اولیه(بیشتر از همه هیدروژن به همراه مقداری هلیم و لیتیم) بر اثر نیروی گرانش، باعث پیدایش ستارگان و کهکشان‌ها شد. در کنار این عناصر سازنده نخستین، اخترشناسان آثار گرانشی مربوط به یک ماده تاریک ناشناخته که کهکشان‌ها را احاطه کرده را نیز مشاهده نموده‌اند.

به نظر می‌رسد که بیشتر پتانسیل گرانشی جهان در این شکل باشد و نظریه مه‌بانگ و سایر مشاهدات مختلف دلالت بر این دارند که این پتانسیل گرانشی اضافی از ماده باریونی(مثل اتم‌های عادی) ناشی نمی‌شود. اندازه‌گیری پدیده انتقال به سرخ نشان داد که انبساط جهان، شتاب‌دار است و شتاب‌دار بودن آن نیز به وجود انرژی تاریک مربوط می‌شود.

سرن(CERN) یا سازمان اروپایی پژوهش‌های هسته‌ای(بزرگ‌ترین آزمایشگاه فیزیک ذره‌ای جهان است که در سال ۱۹۵۴ در بخش شمال‌شرقی شهر ژنو در کشور سوییس در مجاورت مرز فرانسه ایجاد شد. اکنون بیست کشور اروپایی عضو این سازمان بوده و بیش از ۲٬۶۰۰کارمند به ‌طور تمام وقت و همچنین در حدود ۷٬۹۳۱دانشمند و مهندس(به نمایندگی از ۵۸۰دانشگاه و مؤسسهٔ پژوهشی از ۸۰کشور جهان) در آن مشغول به کار هستند.

فعالیت اصلی "سرن" تهیه و ارائه شتاب‌دهنده ذرات و دیگر زیربناها و ابزارهایی است که برای پژوهش‌های فیزیکی در انرژی‌های بالا استفاده می‌شوند. چهار آشکار ساز بزرگِ سرن، حاصل همکاری‌های بین‌المللی هستند. مقر اصلی این سازمان واقع در "میرن" یکی از شهرهای تابع ژنو، شامل یک مرکز رایانه‌ای نیز هست. این مرکز دارای امکانات پردازشی قدرتمندی است و به شکل ویژه‌ای برای بررسی داده‌های حاصل از آزمایش‌ها ساخته شده ‌است.

سرن به عنوان یک تأسیسات جهانی، نه تحت حوزه قضایی و حکومتی دولت سوییس و نه تحت نظارت دولت فرانسه اداره می‌شود. این آزمایشگاه به شکل دایره است و قطر این دایره حدود ۶۰ کیلومتر است.

برخورددهنده هادرونی بزرگ یک شتاب‌دهنده ذره‌ای و برخورددهنده مستقر در سازمان تحقیقاتی سرن است. این پروژه در تاریخ ۱۰سپتامبر ۲۰۰۸ میلادی(۲۰ شهریور ۱۳۸) پس از ۲۰ سال آماده‌سازی، آغاز به کار کرد. هدف از ساختن آن شناخت اجرام ماده در حد فاصل ۱۰ به توان منفی ۲۳ سانتی‌متر، آزمون مدل استاندارد ذرات، کشف اجزای یافت‌نشده مدل استاندارد، آزمون نظریه ابرتقارن و نظریه وحدت بزرگ است.

از دیگر اهداف مهم این پروژه، کشف و بررسی ذره بنیادی "هیگز" است. ذره هیگز یا بوزون-هیگز در ایجاد جرم در ذرات بنیادی دخیل است. در این آزمایشگاه، پروتون‌ها در یک تونل ۲۷ کیلومتری شتاب گرفته و به اندازه ۱۴ تریلیون الکترون‌ولت انرژی می‌گیرند و با هم برخورد می‌کنند تا این برخورد، ردی از بوزون-هیگز را نشان‌ دهد.

این شتاب‌دهنده در تاریخ ۱۰سپتامبر ۲۰۰۸ راه‌اندازی شد، ولی ۹ روز بعد به علت نقص فنی و بالا رفتن دمای آهن‌رباهای ابر رسانا که باید در دماهای پایین کار کنند، متوقّف شد. این شتاب‌دهنده بعد از ۱۴ ماه وقفه در تاریخ ۲۱ نوامبر ۲۰۰۹مجددا راه‌اندازی شد.

اکنون فیزیکدانان MITدر آزمایشگاه علوم هسته‌ای این موسسه و آزمایشگاه‌های دیگر، شواهدی را کشف کرده‌اند که نشان می‌دهد ذرات Xمی‌توانند در برخورددهنده بزرگ هادرونی در سرن واقع در ژنو سوئیس تولید شوند.

انتهای پیام