سخن بزرگان

فرانسوا ولتر :

سعادت مثل هر فضيلتي از دو چيز به وجود مي آيد، صرفه جويي و كوشش.

LHC به روایت تصویر

در ادامه تصاویری از این سازه خارق‌العاده را به نظاره خواهیم نشست.

دانش آموزان در سرن

cern lhc students

دانش آموزان در کنار آزمایشگاه فیزیک CERN در ژنو، خانه‌ی برخورد دهنده‌ی ذرات نشسته‌اند.

تونل LHC

lhc tunnel

تصویری از تونل برخورد دهنده‌ی هاردونی بزرگ، در این لوله‌ها به پرتوهای ماده برای رسیدن به سرعت مورد نیاز شتاب داده می‌شود تا زمان برخورد فرا برسد.

آشکار کننده‌های LHC

collider 02

آشکار کننده‌هایی این چنینی در چهار نقطه‌ی مختلف در طول حلقه‌ی شتاب دهنده قرار گرفته‌اند. در این آشکار کننده‌ها حساس‌ترین تجهیزات ساخته شده به دست بشر برای آشکار سازی ذرات ماده و ترکیبات آن‌ها در اندازه‌هایی بسیار کوچکتر از اتم قرار گرفته است.

LHC

در نمودار بالا چهار آشکار کننده‌ی بزرگ LHC و محل قرارگیری آن‌ها مشخص است. LHC-b و ALICE برای بررسی پدیده‌های خاص فیزیکی و ATLAS و CMS برای آشکارسازی اهداف عمومی به کار می‌روند.

۲۷ کیلومتر

cern lhc aerial

حلقه‌ی شتاب دهنده‌ی LHC بیشتر از ۲۷ کیلومتر طول دارد و در زیر زمین و مابین کشورهای سوئیس و فرانسه احداث شده است.

اتاق کنترل LHC

lhc control room

فیزیکدانان در حال بررسی اطلاعات حاصل از برخورد ذرات در اتاق کنترل برخورد دهنده‌ی بزرگ هاردونی هستند.

دنباله‌ی ذرات در LHC

collision 02

وقتی ذرات درون شتاب‌دهنده به یکدیگر برخورد می‌کنند به ذرات پر انرژی از آنچه آن‌ها را تشکیل داده تقسیم می‌شوند. این ذرات بنیادی اکثراً عمر بسیار کوتاهی دارند و به سرعت تبدیل به ذراتی دیگر می‌شوند. ذراتی که بر اثر برخورد تشکیل شده‌اند در دیاگرام‌هایی شبیه این بررسی می‌شوند.

اطلس

lhc atlas4

آشکار کننده‌ی (ATLAS (‎A Toroidal LHC Apparatus یا دستگاه حلقوی برخورد دهنده‌ی هاردونی بزرگ یکی از دو آشکار کننده‌ی همه منظوره‌ی این مرکز است.

ردیاب اطلس

lhc atlas3

تکنسینی بر روی نیمه هادی های اطلس کار می‌کند.

غار اطلس

lhc atlas2

متخصصان نوعی دماسنج را درون اطلس جایگذاری می‌کنند.

دیوار اطلس

lhc atlas

ساختمانی که آزمایش کننده‌ی اطلس و دفاترش در آن واقع شده‌اند با این تصویر از برخورد دهنده نقاشی شده‌اند.

اطلس و لِگو

atlas lhc legos

مدلی از آشکار کننده‌ی اطلس که ساشا مهلهیس با استفاده از لگو طراحی کرده است.

آزمایش دهنده‌ی CMS

back slice 02

سیملوله‌ی فشرده‌ی میونی (Compact Muon Solenoid) یا به اختصار CMS دومین آشکار ساز همه منظوره‌ی سرن است. مهم‌ترین ماموریت این آشکار کننده تا کنون جستجو برای ذره‌ی بنیادی بوزون هیگز بوده است.

بوزون هیگز

atlas higgs

این خطوط نمونه‌ای از داده‌های به دست آمده از آشکار ساز ATLAS است. بوزون هیگز پس از برخورد دو پروتون با انرژی ۱۴ ترا الکترون ولت تولید شده و به سرعت به میون واپاشی شد. میون گونه‌ای از الکترون سنگین است که توسط آشکارساز جذب نمی‌شود. میون‌ها با خطوطی با رنگ زرد به نمایش در آمده‌اند.

CMS فوق سنگین

lhc detector 02

CMS بیشتر از ۱۲ هزار تُن وزن دارد.

زیبای LHC

دانشمندان در شتاب دهنده‌ی LHCb یا (LHC beauty) روبروی آشکار ساز این مرکز ایستاده‌اند که وظیفه‌ی جستجوی ذرات نادر حاصل از فروپاشی‌ها را بر عهده دارد.

تونل بزرگ

تکنسینی مشغول کار در تونل LHC برای ارتقای این سیستم است.

توقف آتش

Img2 ATLAS IBL

برای اولین بار LHC در سال ۲۰۰۸ روشن شد، اما پس از مدت کوتاهی به علت ایراد در ارتباط میان آهن رباهای غول پیکرش از مدار خارج شده و متوقف شد.

به روز رسانی

timelineCERNprojects

در اوایل سال ۲۰۱۳ پس از سه سال اجرا برخورد دهنده‌ی هاردونی برای ارتقاء و به روز رسانی به مدت دو سال تعطیل شد. در این زمان صدها مهندس و تکنسین وقت خود را صرف تحکیم و تقویت شتاب‌دهنده کردند تا به انرژی ۱۳ TeV (ترا الکترون ولت) که تقریباً دو برابر قدرت اولیه‌ی LHC است دست پیدا کنند. پیش از این در زومیت از کشف ذره‌ی بنیادی دیگری پس از به روز رسانی LHC گفته بودیم.

آغاز ماجرا

chart

همانطور که نمودار بالا مشاهده می‌کنید هیچ شتاب‌دهنده‌ای بر روی زمین نخواهد توانست انرژی مورد نیاز برای تجمیع تمام نیروها را به دست بیاورد، آن چیزی که در ۱۰ به توان ۳۶- ثانیه از آغاز مهبانگ اتفاق افتاده است.

اتاق کنترل

lhc control room 3

در این تصویر fish-eye از اتاق کنترل LHC فیزیکدانان را در حال تماشای نتیجه‌ی برخورد ذرات مشاهده می‌کنید.

همکاری بزرگ

lhc control room 2

آزمایش‌دهنده‌ی LHC شامل هزاران متخصص و فیزیکدان از ده‌ها کشور جهان است؛ بسیاری از این کشورها از نظر نظام سیاسی با یکدیگر دشمن به حساب می‌آیند.

آزمایش دهنده‌ی ALICE

lhc alice2

آزمایش دهنده‌ی آلیس یا آزمایش برخورددهنده بزرگ یون (A Large Ion Collider Experiment) بر روی یون‌های سنگین تحقیق می‌کند تا به سوپی از کوارک-گلوئون شبیه آنچه در مراحل آغازین جهان وجود داشت دست یابد.

ردیاب درونی آلیس

lhc alice3

عنصری از آشکار کننده‌ی آلیس که ردیاب درونی نامیده می‌شود.

ابررساناها

LHC quadrupole magnets

الکترومغناطیس چهارقطبی ابررسانا برای هدایت پرتوهای ماده به چهار نقطه‌ی تقاطع استفاده می‌شود؛ جایی که برخورد بین پروتون‌ها انجام خواهد گرفت.

کریستال سرب تنگستات

lhc alice4

طیف‌سنج فوتون آلیس از ۳٫۵۸۴ کریستال سرب تنگستات تشکیل شده است؛ ماده‌ای به شفافیت شیشه‌ی سیلیکا اما با چگالی حدود چهار برابر آن. هنگامی که ذره‌ای با انرژی بالا از درون این کریستال‌ها عبور کند، ردی از خود روشن خواهد کرد تا ۱۷٫۹۲۰ کانال تشخیص بتوانند انرژی الکترون، پوزیترون و فوتون ها را تشخیص دهند.

آهنربای آلیس

lhc alice

تکنسینی را در حال کابل‌کشی درون آهنربای آلیس مشاهده می‌کنید.

اگر به فیزیک ذرات علاقه‌مند هستید و یا دوست دارید بیشتر با ساز و کار سرن و برخورد دهنده‌ی بزرگ هاردونی آشنا شوید پیشنهاد میکنم مستند تب ذره را که چندین سال کار دانشمندان تا کشف ذره‌ی بوزون هیگز را نمایش می‌دهد مشاهده بفرمایید.