بزرگترین برخورددهنده اتم جهان پس از آغاز به کار خود می‌تواند به فیزیکدانان در درک ماده تاریک و حتی کشف ذرات جالب‌تر از هیگز بوزون کمک کند.

به گزارش سرویس علمی ایسنا، برخورددهنده بزرگ هادرونی (LHC) که توسط مرکز سرن در سوئیس ساخته شده و به مدت دو سال برای ارتقای بیشتر خاموش مانده بود، قرار است در ماه مارس (فرودین 94) مجددا روشن شده و دوره کاری سه ساله خود را آغاز کند.

به گفته آزمایشگاه سرن، این برخورددهنده پس از این با دو برابر قدرت بیشتر از پیش به کار خود ادامه خواهد داد.

این برخورددهنده اکنون بخاطر کمک به فیزیکدانان در کشف ذره گریزان بوزون هیگز شهرت یافته است. این کشف منجر به کسب جایزه نوبل فیزیک 2013 توسط پرفسور «پیتر هیگز» و «فرانسیس انگلبرت» شد.

امسال برخورددهنده بزرگ هادرونی مجدا کار خود را با انرژی پرتویی بسیار بالاتر و با هدف درک این سوال آغاز خواهد کرد که چرا طبیعت، ماده را به ضد ماده ترجیح می‌دهد.

«بئاته هاینمان» استاد فیزیک دانشگاه کالیفرنیا و یکی از اعضای تیم تحقیقاتی اطلس در برخورددهنده بزرگ هادرونی در جریان یک سخنرانی در انجمن پیشرفت علم آمریکا اظهار کرد: اگر خوش‌شانس باشیم، اوایل سال جاری با یک کشف جدید همراه خواهد بود. این کشف می‌تواند یک ماده متقارن فوق العاده باشد که بسیار هیجان‌انگیزتر از ذره هیگز خواهد بود.

ابرتقارن ادامه‌ای بر مدل استاندارد فیزیک است که قصد دارد برخی شکاف‌های بزرگ در مورد درک دانشمندان از ماده را پر کنند.

بر اساس نظریه ابرتقارن، همه ذرات از همتایی برخوردارند که سنگین‌تر بوده و به باور کارشناسان، اگر وجود داشته باشند باید برخورددهنده بزرگ هادرونی بتواند آن‌ها را کشف کند.

از آنجایی که مدل استاندارد فیزیک نمی‌تواند وجود ماده تاریک را توضیح دهد، ابرتقارن قصد دارد تصویر جامع‌تری از جهان را ارائه کند.

اولین گام از هشت گام روشن‌سازی مجدد برخورددهنده بزرگ هادرونی از 9 دسامبر (18 آذر) آغاز شده و چند ماه بطول خواهد انجامید.

به گزارش ایسنا، در ماه نوامبر دانشمندان مرکز سرن از کشف دو ذره کاملا ناشناخته خبر داده بودند که در داده‌های جمع‌آوری شده توسط برخورددهنده بزرگ هادرونی پنهان مانده بودند.

برخورددهنده بزرگ هادرونی یک تونل زیرزمینی 27 کیلومتری است که ذرات پروتون را با سرعت‌های بسیار بالا به هم برخورد داده و ذرات ناشی از تجزیه آن‌ها را برای بررسی در اختیار فیزیکدانان قرار می‌دهد.

دانشمندان وجود این دو ذره جدید را چند سال قبل پیش‌بینی کرده بودند، اما آن زمان هیچ شاهدی بر این مدعا وجود نداشت.

دو ذره جدید به تقویت نظریه مدل استاندارد فیزیک خواهند پرداخت که همه ذرات شناخته‌شده جهان را توصیف می‌کند. کشف این ذرات همچنین به فیزیکدانان در درک بهتر یکی از نیروهای بنیادی جهان موسوم به نیروی هسته‌ای قوی کمک می‌کند که مانند چسب عمل کرده و ذرات را در کنار هم قرار می‌دهد. سایر نیروهای بنیادی شامل نیروی هسته‌ای ضعیف، الکترومغناطیس و گرانش هستند.

این دو ذره زیراتمی جدید -'Xi_b و -*Xi_b نام گرفته‌اند؛ هر دو ذره از گروه باریون‌ها محسوب می‌شوند.

باریون‌ها شامل ذرات شناخته‌شده‌ای مانند پروتون‌ها و نوترون‌ها هستند که توسط نیروی هسته‌ای قوی در کنار هم قرار گرفته‌اند. دانشمندان نظریه پایه نیروی هسته‌ای قوی را در درک کرده و می‌توانند از این نظریه برای برآورد اندازه و جرم باریون‌های مختلف استفاده کنند؛ اما معادلات ریاضی این نیرو بسیار پیچیده هستند.

دلیل این امر آن است که ذرات دارای ویژگیهای عجیب هستند. بخشی از جرم باریون‌ها می‌تواند بطور خودبخود بوجود آمده یا از بین برود. این شار عجیب، استفاده از نیروی هسته‌ای قوی را برای پیش‌بینی جرم آن‌ها مشکل می‌سازد. فیزیکدانان پیش‌بینی‌های خود را با داده‌های واقعی بدست آمده توسط شتاب‌دهنده‌هایی مانند برخورددهنده هادرونی مورد آزمایش قرار می‌دهند تا صحت آن‌ها را تائید کنند.

برای این ذرات خاص، سنجش‌های واقعی جرم از داده‌های برخوددهنده بزرگ هادرونی با جرم پیش‌بینی شده توسط دانشمندان تطابق داشت. دو ذره جدید هر کدام شش برابر بزرگتر از یک پروتون هستند.

این نتایج که در مجله Physical Review Letters منتشر شده، برای فیزیکدانان به این معنی است که در مسیر درست برای درک نیروی هسته‌ای قوی قرار دارند؛ همچنین این کشف نشان می‌دهد که ذرات جدید کاملا با مدل استاندارد مطابقت دارند.

اگرچه مدل استاندارد کاستی‌های خاص خود را داشته و از این رو فیزیکدانان دائما در حال اصلاح آن هستند. یکی از این کاستی‌ها این است که مدل مذکور نمی تواند بخوبی چگونگی تعامل سایر نیروهای بنیادی را با یکدیگر توضیح دهد. همچنین نمی‌تواند ماده تاریک را که به باور دانشمندان، حدود یک چهارم جهان را ساخته، توصیف کند.

انتهای پیام