شتاب دهنده ذرات بنیادی

[مسافر007]

آلبرت انیشتین : دانش محدود است ؛ تخیل جهان را محاصره خواهد کرد.

CERN : European Organization for Nuclear Reaserch

سرن ،سازمان اروپایی تحقیقات هسته ای است . این نام - cern- مخفف فرانسوی :


Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire

و یا " شورای اروپایی تحقیقات هسته ای " است .
این شورا به طور موقت و مشروط در سال 1952 با محوریت یک سازمان تحقیقاتی فیزیک بنیادی در سطح جهانی در اروپا تأسیس شد . وقتی سازمان ،در سال 1954 رسماَ موجودیت پیدا کرد ،شورای یاد شده -cern- در حال منحل شدن بود و سازمان جدید با عنوان "
European Organization for Nuclear Research یا سازمان اروپایی تحقیقات هسته ای "واگذار شد ؛با اینحال اسم"cern" حفظ شد.

خلاصه ای از cern :
این سازمان یکی از بزرگترین مراکز علمی جهان محسوب می شود . در این مرکز ،بزرگترین و پیچیده ترین ابزارهای علمی جهان برای مطالعه اجزای اساسی ماده -ذرات بنیادی - مورد استفاده قرار می گیرد.
ابزارهای که در سرن مورد استفاده قرارمی گیرد ، شتاب دهنده های ذرات و آشکارسازها هستند. شتاب دهنده ها ، باریکه های ذرات را تا انرژی های بالا تقویت می کنند و آنها را در معرض برخورد با یکدیگر و یا هدفهای ساکن قرار می دهند . آشکارسازها نیز نتایج این برخوردها را مشاهده و ثبت می کنند.

*******************************************
دو شتاب دهنده معروف سرن :

LEP : Large Electron Positron

lep از سال 1989 تا 2000 میلادی شتاب دهنده مهم سرن بود .
روی هم رفته نزدیک به 1500 فیزیکدان بر آزمایشات lep کار می کردند . lep شتاب دهنده ای بود که داده های بیشماری را به وسیله چهار آشکارساز ،با دقت باور نکردنی و موافق با آزمایش مدل استاندارد تفسیر کرد . نتایج تجربی با پیش بینی های فرضی موافق بودند و برای برقراری صحت مدل استاندارد کمک کردند . موفقیت جالب توجه در lep شامل : تصدیق اینکه سه نوع نیوترینو وجود دارد و نیز محدوده کمتری برای امکان جرم هیگز بوزون قرار داده شد.
lep در دو مرحله کار کرد: در مرحله اول (1995-1989 ) به وسیله حاملان طبیعی نیروی ضعیف ، الکترون ها را با پوزیترون ها - به منظور تولید z بوزون - برخورد داد ؛ در مرحله دوم (2000-1996 ) به کمک حاملان باردار ، w بوزون را تولید کرد.
بعد از 11 سال کار ، نهایتاً lep در نوامبر 2000 میلادی کارش به پایان رسید. یک ماه بعد جهت آغاز ساختن جانشین آن -lhc- قطعات lep را جدا کردند .
lep شامل چهار آشکارساز است :

ALEPH : Apparatus for LEP PHysics
DELPHI : Detector with Lepton ,Photon Hadron Identificatin
OPAL : Omni Purpose Apparatus for Lep
L3


*************************************

LHC : Large Hadron Collider

lhc بزرگترین و پر قدرت ترین شتاب دهنده ذرات جهان است ؛ این شتاب دهنده نزدیک " جنوا " مرز بین سوییس و فرانسه قرار گرفته است و 100 متر زیر زمین قرار دارد . این شتاب دهنده از حلقه های آهنربایی فوق هادی به طول 27 کیلومتر با تعدادی ساختار در حال شتاب که برای تقویت انرژی ذرات تشکیل شده است .
در قسمت داخلی شتاب دهنده ، دو باریکه ذره قبل از برخوردشان با یکدیگر ، تا نزدیکی سرعت نور با انرژی بالایی سوق داده می شوند . باریکه ها در جهتهای مخالف و در لوله های جداگانه حرکت می کنند . دو لوله به وسیله خلا بسیار زیادی نگاه داشته می شوند . آن دو باریکه با یک میدان مغناطیسی قوی به سمت حلقه شتاب دهنده هدایت می شوند . دستیابی به این میدان با استفاده از آهنرباهای الکتریکی فوق هادی صورت می پذیرد . این آهنرباها از چنبره ی کابل الکتریکی مخصوصی ساخته شده اند که در یک وضعیت فوق هادی کار می کنند و مستلزم آن است که آهنرباها تا حدود 271-درجه سانتی گراد _دمایی که سردتر از فضای خارج از جو زمین است _ سرد کرد . به همین دلیل بیشتر شتاب دهنده ها به یک سیستم توزیع هلیوم مایع متصلند تا این آهنرباها و سرورهای منبع دیگر را خنک کند .
هزاران آهنربا در اندازه و تنوع متفاوت برای هدایت باریکه های اطراف شتاب دهنده به کار می روند که شامل 1232 دو قطبی مغناطیسی به طول 15 متر برای انحنا دادن باریکه ها و 392 چهار قطبی مغناطیسی هر یک به طول 7-5 متر برای کانونی کردن باریکه ها به کار می روند ، پیش از برخورد ، نوع دیگری از آهنربا به منظور فشردن بسته ذرات بایکدیگر برای افزایش احتمال برخورد مورد استفاده قرار می گیرند . همه نظارت های شتاب دهنده که تعمیر و ساخت تخصصی است زیر پوشش مرکز کنترل سرن قرار داده شده است . در اینجا باریکه ها داخل lhc برای برخورد در چهار نقطه اطراف حلقه شتاب ، مطابق با موقعیت های آشکار سازهای ذره آماده خواهند شد.
lhc دارای 6 آشکارساز است که در حفره های بزرگ زیر زمینی قرار دارند که در نقاط تقاطع lhc حفر شده اند . این آشکار سازها عبارتند از :

ATLAS : A Toroidal LHC Apparatus
CMS : Compact Muon Solenoid
LHCB : LHC- Beauty
LHCF : LHC - Forward
ALICE : A Large Ion Collider Experiment
TOTEM : Total Cross Section ,Elastic Scattering and Diffraction Dissociation


منابع :

cern
www.cern.ch/public/en/About/Name-en.html
www.cernch/public/en/About/About-en.html

lep
www.p10.00elephistory.html

lhc
www.howLHC-en.html
www.lhc-en.html

گرد آورنده : مرضیه رضوی
به نقل از: پارس اسکای

[mamadshumakher]

واقعا این پروژه عظیم جواب خیلی از سوالهای دانشمندان رو میده.البته فکر کنم پارسال به علت نشت هلیم در یکی از اشکارسازها پروژه به حالت تعویق در امد.
اگه اشتباه نکنم ذرات بنیادی که داخل این لوله های خلا به گردش در میان و دقیقا در 4 نقطه تقاطع به هم اصابت میکنند انرژی برابر با برخورد 2 مگس رو تولید میکنند که این حجم انژی برای ذره های بنیادی میتونه اطلاعات بسیااااار جدید و مهمی رو برای فیزیکدانان محیا کنه.