صبح روز چهارشنبه 14 تیر 1391، نقطهٔ عطفی در تاریخ علم بود. چراکه پس از گذشت 48 سال از ارائه نظریه هیگز و تلاش دانشمندان برای کشف ذره هیگز، سرانجام در کنفرانس خبری که صبح چهارشنبه در مقر شتابدهنده بینالمللی ذرات (سرن) و با حضور گستردهٔ دانشمندان مرتبط با پروژه و خبرنگاران برگزار شد، خبر از دیده شدن ذرهای با ویژگیهای بسیار نزدیک به ذره هیگز داده شد.
مطابق شواهد و نشانههایی که از آشکارساز سی. ام. اس (CMS)، يكي از دو آشكارساز مهم شتابدهنده LHC یا «برخورد دهنده بزرگ هادرونی» بدست آمده است، ذره آشکار شده دارای انرژي 3/125 گيگا الکترون ولت با قطعیت آماری 9/4 سیگما است. در مقابل، دیگر آشکارساز مهم شتابدهنده، یعنی آشکارساز اطلس نیز مقدار انرژی ذره آشکار شده را 5/126 گیگا الکترون ولت و با قطعیت آماری 5 سیگما را نشان میدهد.
این نتایج هرچند به معنی کشف ذره هیگز نیست و فقط شواهدی است که نشان میدهد که ذره هیگز میتواند وجود داشته باشد. مقدار سیگمای نزدیک به عدد 5 نشان میدهد که زمان زیادی تا کشف قطعی آن نیست. چراکه از نگاه فيزيكدانان، برای اعلام کشف آن باید مقدار قطعیت آماری آن حداقل به 5 سیگما برسد. با این حال انتظار میرود در اواخر پاییز امسال، با سه برابر شدن مقدار دادههای آشکارسازها، به طور قطعی وجود ذره هیگز تایید شود.
بوزون هیگز آخرین ذرهٔ کشف نشده در مدل استاندار ذرات بنیادی است که بر اساس این مدل، باعث جرمدار شدن دیگر ذرات بنیادی در عالم ميشود و میتوان گفت منشاء جرم در دیگر ذرات بنیادی است. طبق مدل استاندارد، اگر بوزون هیگز وجود نداشت، تمامی ذرات بنیادی در عالم بدون جرم میشدند و ميتوانستند با سرعت نور در فضا جابهجا شوند. در این صورت کهکشانها و ستارهها و همهٔ اجسامی که ما در محیط اطرافمان آنها را میبینیم و لمس میکنیم، به وجود نمیآمدند.
برای کشف و دیدن ذره هیگز و دیگر ذرات بنیادی زير اتمي بر روی زمین، نیاز به شتابدهندههای بسیار قوی است. از جمله این شتابدهندهها، شتابدهنده LHC یا «برخورد دهنده بزرگ هادرونی» است که در حال حاضر بزرگترین و گرانترین آزمایشگاه ساخته دست بشر است. این شتابدهنده به شکل حلقهای با محیط 27 کیلومتر، در عمق 100 متری زمین و در مرز مشترک سوییس و فرانسه قرار دارد. مهمترین هدف از ساخت شتابدهنده، جستوجو برای کشف ذره هیگز بود که براي اين كار ذرات هادرونها (مثل پروتونها) را با استفاده از میدانهای مغناطیسی بسیار قوی، شتاب داده و سپس آنها با سرعت نزدیک به سرعت نور و انرژی بسیار زیادی در حد 8 ترا الکترون ولت، به هم برخورد میدهند تا بتوانند با تجزیه و متلاشی شدن پروتونها، دیگر ذرات بنیادی از جمله ذره هیگز را کشف کنند. اين شتابدهنده قادر است بیش از 40 میلیون دستهٔ پروتونها را در هر ثانیه به هم برخود دهد. در این شتابدهنده، از چهار آشکارساز در چهار نقطهٔ مختلف شتابدهنده استفاده شده است که دو آشکارساز سی. ام. اس و اطلس توانستند به شواهدی از وجود ذره مشابه با ذره هیگز دست یابند.
در گروه آشکارساز CMS، حدود سه هزار نفر از فیزیکدانان و مهندسان از 35 کشور و 150 دانشگاه و موسسه تحقیقاتی حضور دارند و ایران نیز از سال 2000 همکاری خود را با این گروه آغاز کرد. مسئولیت همکاری ایران با گروه CMS به عهده پژوهشکده ذرات و شتابگرها در مرکز پژوهشهای دانشهای بنیادی (IPM) است که در طی دوازده سالی که از اين همكاري میگذرد، ساخت بخشهایی از آشکارساز، ثبت دادهها و تایید کیفیت دادههای برخورد، پالایش دادهها و در آخر تحلیل دادههای حاصل از برخورد، از جملهٔ این همکاریها بوده است.
نویسنده: محمدحسين الماسي
شنبه بیست و هفتم آبان ۱۳۹۱
+ 1:7
+ دریا
+