حقایقی عجیب درباره شتابدهنده هادرونی سِرن (LHC)
برخورددهنده‌ی هادرونی بزرگ یکی از نماد‌های فناوری و پیشرفت بشر در عصر جدید است. این شتابدهنده، بزرگترین دستگاه ساخته شده به دست بشر است که روزنه‌هایی جدید از ساختار جهان هستی را به روی ما می‌گشاید.
کد خبر :
۸۹۷۱۰
بازدید :
۱۷۰۲۸
فرادید | شتابدهنده‌ی هادرونی سِرن (LHC) که یک ماشین چرخشی عظیم در جایی بین مرز فرانسه و سوئیس، در ۱۰۰ متری زیر زمین واقع شده، قرار است اسرار گیتی را برای ما آشکار کند. البته بر اساس گفته بعضی از افراد، این ماشین می‌تواند حیات را از روی زمین حذف کند. درهرصورت این ماشین، بزرگترین ماشین دنیا است و قرار است کوچک‌ترین ذرات دنیا را مورد بررسی قرار دهد. نام ماشین یادشده، برخورددهنده هادرونی بزرگ (LHC) است.
به گزارش فرادید؛ برخورددهنده هادرونی بزرگ بخشی از پروژه‌ی سازمان اروپایی پژوهش‌های هسته‌ای ملقب به سرن است. این برخورددهنده به مجموعه‌ی شتابدهنده خارج ژنو سوئیس ملحق می‌شود. زمانی که این برخورددهنده روشن شود، پرتو‌هایی از پروتون و یون را با سرعتی نزدیک به سرعت نور پرتاب خواهد کرد. این دستگاه باعث خواهد شد ذرات بایکدیگر برخورد کنند و سپس حوادث ناشی از برخورد آن‌ها را ثبت خواهد کرد. دانشمندان امیدوارند که این حوادث بتوانند اطلاعات بیشتری درمورد چگونگی شروع گیتی و اینکه جهان از چه موادی تشکیل شده است، در اختیار ما قرار دهند.
برخورد دهنده هادرونی بزرگ (LHC) بزرگترین و پر انرژی‌ترین شتاب دهنده پیچیده ذرات در جهان است که این شتاب دهنده بر آن است که پرتو‌های خلاف جهت هم پروتون با انرژی جنبشی زیاد را به یکدیگر برخورد دهد. هدف اصلی آن تحقیق صحت و محدودیت مدل استاندارد، تصویر نظریه‌ی کنونی فیزیک ذرات، است. این نظریه وجود دارد که برخورد دهنده حیات بوزون‌های هیگز را تائید می‌کند، مشاهداتی که پیش بینی و حلقه‌های گمشده‌ی مدل استاندارد را تائید می‌کند و می‌تواند توضیح دهد که چگونه ذرات ابتدائی می‌توانند ویژگی‌هایی مانند جرم را حاصل کنند.
شتابدهنده LHC توسط موسسه اروپایی تحقیقات هسته‌ای (CERN) ساخته شد و در زیر مرز فرانسه - سوئیس نزدیک ژنو سوئیس قرار دارد.LHC با همکاری بیش از ۸۰۰۰ فیزیک دان از بیش از ۸۵ کشور جهان مشابه صد‌ها دانشگاه و آزمایش گاه سرمایه گذاری و ساخته شده است.LHC در حال عمل هست و اکنون در حال آماده شدن برای برخورد می‌باشد. اولین پرتو‌ها در ۱۰ سپتامبر ۲۰۰۸ در برخورد دهنده به گردش در آمدند و اولین برخورد‌های پرانرژی برای ۲۱ اکتبر که LHC به طور رسمی آشکار شد، برنامه ریزی شده است.
هر چند پرسش‌های بسیاری در مورد امنیت برخورد دهنده هادرونی بزرگ در رسانه‌ها و دادگاه‌ها وجود دارد، جامعه علمی از عدم امکان تهدید توسط برخورد‌های ذره‌ای LHC اطمینان خاطر دارند.
به گزارش فرادید؛ برخورد دهندهٔ هادرونی، بزرگترین دستگاه ساخته شده به دست بشر است. ده حقیقت شگفت انگیز در مورد این دستگاه وجود دارد که مغزتان از دانستن آن‌ها سوت خواهد کشید!
حقیقت اول: وقتی تونل دورانی ۲۷ کیلومتری بین دریاچه ژنو و کوهستان ژورا حفاری شد، دو انتهای آن با اختلاف ۱ سانتیمتر به یکدیگر رسید. این دستگاه از تونل ۲۷ کیلومتری استفاده می‌کند که برای "شتاب دهندهٔ بزرگ قبلی"، شتاب دهندهٔ الکترون-پوزیترون ساخته شده بود. این تونل به دلیل ملاحظات جغرافیایی (مربوط به هزینه) با عمق متوسط ۱۰۰ متر و شیب کم ۱.۴ درصد ساخته شده است. ژرفای آن چیزی بین ۱۷۵ متر (زیر کوهستان ژورا) و ۵۰ متر (در نزدیکی دریاچه ژنو) است.
هر چند پرسش‌های بسیاری در مورد امنیت برخورد دهنده هادرونی بزرگ در رسانه‌ها و دادگاه‌ها وجود دارد، جامعه علمی از عدم امکان تهدید توسط برخورد‌های ذره‌ای LHC اطمینان خاطر دارند.
به گزارش فرادید؛ برخورد دهندهٔ هادرونی، بزرگترین دستگاه ساخته شده به دست بشر است. ده حقیقت شگفت انگیز در مورد این دستگاه وجود دارد که مغزتان از دانستن آن‌ها سوت خواهد کشید!
حقیقت اول: وقتی تونل دورانی ۲۷ کیلومتری بین دریاچه ژنو و کوهستان ژورا حفاری شد، دو انتهای آن با اختلاف ۱ سانتیمتر به یکدیگر رسید. این دستگاه از تونل ۲۷ کیلومتری استفاده می‌کند که برای "شتاب دهندهٔ بزرگ قبلی"، شتاب دهندهٔ الکترون-پوزیترون ساخته شده بود. این تونل به دلیل ملاحظات جغرافیایی (مربوط به هزینه) با عمق متوسط ۱۰۰ متر و شیب کم ۱.۴ درصد ساخته شده است. ژرفای آن چیزی بین ۱۷۵ متر (زیر کوهستان ژورا) و ۵۰ متر (در نزدیکی دریاچه ژنو) است.
حقیقت دوم: هر یک از ۶۰۰۰ تا ۹۰۰۰ رشتۀ ابررسانای نیوبیوم - تیتانیوم در کابلی که برای برخورد دهنده هادرونی تولید شده حدود ۰.۰۰۷ میلی متر ضخامت دارد که حدود ۱۰ برابر نازک‌تر از موی انسان است. اگر این رشته‌ها را به هم متصل کنید فاصلهٔ زمین تا خورشید را ۶ بار طی کرده و با باقی آن ۱۵۰ بار مسیر زمین تا ماه را می‌توان طی کرد. ابررسانا‌ها کلید ساخت ۹۶۰۰ آهنربا هستند. هر نوع از آهنربا‌ها به بهبود خط سیر یک ذره و همچنین خنثی‌سازی اثر موج‌ها کمک می‌کند. افراد زیادی نمی‌دانند که پوستهٔ زمین در ژنو بر اثر این «موج‌های زمینی» ۲۵ سانتیمتر بالا آمده است. این جابجایی باعث ایجاد تغییرات ۱ میلیمتری در محیط برخورددهندهٔ هادرونی شده و این موضوع نیز باعث ایجاد تغییراتی در انرژی پرتوی و خط سیر می‌شود.
حقیقت سوم: تمام پروتون‌های شتاب داده شده در سرن از هیدروژن استاندارد بدست آمده‌اند. اگرچه پرتو‌های پروتون در برخورد دهندهٔ هادرونی شدید هستند، اما تنها ۲ نانوگرم هیدروژن در هر روز شتاب داده می‌شود؛ بنابراین یک میلیون سال برای شتاب دادن تنها ۱ گرم هیدروژن، زمان لازم است.
حقیقت سوم: تمام پروتون‌های شتاب داده شده در سرن از هیدروژن استاندارد بدست آمده‌اند. اگرچه پرتو‌های پروتون در برخورد دهندهٔ هادرونی شدید هستند، اما تنها ۲ نانوگرم هیدروژن در هر روز شتاب داده می‌شود؛ بنابراین یک میلیون سال برای شتاب دادن تنها ۱ گرم هیدروژن، زمان لازم است.
حقیقت چهارم: بخش مرکزی این برخورد دهنده، بزرگترین فریزر دنیاست. در دمایی پایین‌تر از دمای فضا، در این برخورد دهنده آهن، فولاد و تمام فنر‌های ابررسانای مهم وجود دارد. این برخورد دهنده ۱۲۰ تن هلیوم نیاز دارد تا آهنربا‌های آن در دمای ۱.۹ درجهٔ کلوین عملکرد خود را حفظ کنند.حقیقت پنجم: به صورت همزمان، این برخورد دهنده می‌تواند به دمای باورنکردنی بیش از ۱۰۰ هزار برابر مرکز خورشید برسد. این دما از طریق شتاب گرفتن و برخورد دو پرتو با یون‌های سنگین حاصل می‌شود؛ یعنی یک رویداد علمی و حماسی که هر روزه در هر ثانیه ۴۰ میلیون بار اتفاق می‌افتد.
حقیقت ششم: میزان فشار در لوله‌های پرتو در حدود جو ماه است؛ یعنی یک خلأ شدید. نامی از خلأ بردیم و بهتر است بدانید که مسیر لوله‌های شتابدهنده برای گذر ذرات، عاری از هرگونه مولکول اضافی است و پمپ‌های تخلیه قدرتمندی دارد که حتی یک مولکول گاز را از قلم نمی‌اندازد.
حقیقت هفتم: پروتون‌ها با انرژی معین، در برخورد دهنده با ۰.۹۹۹۹۹۹۹۹۱ برابر سرعت نور حرکت می‌کنند. هر پروتون این حلقهٔ ۲۷ کیلومتری را ۱۱ هزار بار در ثانیه طی می‌کند. یک پرتو ممکن است بیش از ۱۰ ساعت در گردش باشد و بیش از ۱۰ میلیارد کیلومتر حرکت کند که مسافتی برابر با سفر رفت و برگشت به نپتون است. این ذرات آنقدر کوچک هستند که برخورد دادن آن‌ها مثل شلیک دو سوزن از فاصلهٔ ۱۰ کیلومتری و برخورد این دو سوزن با هم در نیمهٔ راه است.
حقیقت هفتم: پروتون‌ها با انرژی معین، در برخورد دهنده با ۰.۹۹۹۹۹۹۹۹۱ برابر سرعت نور حرکت می‌کنند. هر پروتون این حلقهٔ ۲۷ کیلومتری را ۱۱ هزار بار در ثانیه طی می‌کند. یک پرتو ممکن است بیش از ۱۰ ساعت در گردش باشد و بیش از ۱۰ میلیارد کیلومتر حرکت کند که مسافتی برابر با سفر رفت و برگشت به نپتون است. این ذرات آنقدر کوچک هستند که برخورد دادن آن‌ها مثل شلیک دو سوزن از فاصلهٔ ۱۰ کیلومتری و برخورد این دو سوزن با هم در نیمهٔ راه است.
حقیقت هشتم: در انرژی کامل، هر کدام از این دو پرتو انرژی‌ای برابر با یک قطار ۴۰۰ تنی با سرعت ۱۵۰ کیلومتر در ساعت دارند. این میزان انرژی برای ذوب کردن ۵۰۰ کیلوگرم مس کافی است. این انرژی‌ها در حالت مطلق اگر با انرژی‌هایی که ما به صورت روزمره با آن‌ها سر و کار داریم مقایسه شوند، چندان عجیب به نظر نخواهند رسید. حرکت یک پشه ۱ ترا الکترون ولت انرژی دارد. چیزی که برخورد دهندهٔ بزرگ هادرونی را استثنائی می‌کند این است که انرژی را در فضایی حدود یک میلیون میلیون بار کوچکتر از یک پشه فشرده می‌کند.
حقیقت نهم: سامانه مدیریت محتوای آهنربا در حدود ۱۰ هزار تن آهن در خود دارد که در مقایسه با برج ایفل، آهن بیشتری در آن استفاده شده است.
حقیقت دهم: داده‌های ثبت شده از آزمایش‌های بزرگ در این برخورد دهنده برای پرکردن حدود ۵۰ هزار هارد دیسک ۱ ترابایتی یا ۱۰ میلیون دی وی دی در سال کافی است که در صورت انباشت این دی وی دی‌ها بر روی یکدیگر، ارتفاع آن‌ها ۱۲ کیلومتر در هر سال اضافه می‌شود
حقیقت دهم: داده‌های ثبت شده از آزمایش‌های بزرگ در این برخورد دهنده برای پرکردن حدود ۵۰ هزار هارد دیسک ۱ ترابایتی یا ۱۰ میلیون دی وی دی در سال کافی است که در صورت انباشت این دی وی دی‌ها بر روی یکدیگر، ارتفاع آن‌ها ۱۲ کیلومتر در هر سال اضافه می‌شود
۲
