(باريس) بعد عشر سنوات من اكتشافه لبوزون هيغز ، سيعاد تشغيل مصادم CERN LHC ، أكبر وأقوى مسرع جسيمات في العالم ، يوم الثلاثاء في طاقة تصادم قياسية. الهدف؟ تعمق قليلاً في أسرار المادة.
تمت إعادة تشغيل مصادم الهادرون الكبير (LHC) في أبريل ، بعد توقف فني لمدة ثلاث سنوات ، وذلك لأعمال الصيانة وتحسين الإنتاج والكشف عن الجسيمات.
أعلن مسؤولون من المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية (CERN) في مؤتمر صحفي الأسبوع الماضي ، أنه سيعمل بقدرة تصادم كاملة تبلغ 13.6 تريليون إلكترون فولت (TeV) لمدة أربع سنوات.
شعاعيه من البروتونات – جزيئات النواة الذرية – تسارعت بسرعة الضوء تقريبًا ، وستدوران في اتجاهين متعاكسين في الحلقة التي يبلغ طولها 27 كيلومترًا ، والمدفونة على عمق 100 متر تحت الأرض على الحدود الفرنسية. – سويسرا.
ستسجل كاشفات العديد من التجارب (على وجه الخصوص ATLAS و CMS و ALICE و LHCb) اصطدامات البروتونات ، التي تنتج جسيمات سريعة الزوال تشرح عمل المادة.
قال مايك لامونت ، مدير المسرعات والتكنولوجيا في CERN ، يوم الخميس: “نحن نهدف إلى معدل 1.6 مليار اصطدام بروتون-بروتون في الثانية لتجارب ATLAS و CMS”.
وكلما كانت هذه الاصطدامات أكثر عنفًا ، كلما سمحت “بكسر” الجسيمات لتحديد مكوناتها وتفاعلاتها.
أوضح مايك لامونت أن حزم البروتونات ستركز على الوصول إلى نقاط التفاعل بالحجم المجهري ، “10 ميكرون ، من أجل زيادة معدل اصطدام البروتونات”.
أدى المعبد العالمي للصغير اللامتناهي ، الذي تم بناؤه في عام 2008 ، إلى اكتشاف بوزون هيغز ، الذي أعلن عنه قبل عشر سنوات بالضبط فابيولا جيانوتي ، منسق تجربة CMS والآن المدير العام لـ CERN.
ووفقًا للباحث ، فإن “بوزون هيغز مرتبط ببعض الأسئلة الأكثر عمقًا في الفيزياء الأساسية ، من بنية وشكل الكون إلى كيفية تنظيم الجسيمات الأخرى لنفسها”.
أحدث اكتشافه ثورة في الفيزياء ، مما أكد تنبؤات الباحثين الذين جعلوه محور النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات (SM) قبل ما يقرب من 50 عامًا. بوزون هيغز هو مظهر من مظاهر المجال ، أي الفضاء ، الذي يعطي كتلة للجسيمات الأولية التي تشكل المادة.
تمكن الباحثون من التخلص منه بفضل تحليل حوالي 1.2 مليار مليار اصطدام بروتونات بينهم. ستضاعف الدورة الثالثة من المصادم LHC ، والتي ستفتح يوم الثلاثاء ، هذا الرقم بمقدار عشرين. يقول مايك لامونت: “هذه زيادة كبيرة تمهد الطريق لاكتشافات جديدة”.
لأن بوزون هيغز لم يكشف عن كل أسراره. بدءا من طبيعتها. يسأل يواكيم منيش ، مدير الأبحاث والحوسبة في CERN ، “هل هو جسيم أساسي أم مركب” ، أي مجموعة من عدة جسيمات لا تزال غير معروفة. أفضل ، “هل هذا هو جسيم هيغز الوحيد الموجود أم أن هناك جسيمات أخرى؟” »
حددت التجارب السابقة كتلة بوزون هيغز ، واكتشفت أيضًا أكثر من 60 جسيمًا مركبًا تنبأ بها النموذج القياسي ، مثل التيتراكوارك.
ولكن كما يذكرنا جيان جيوديس ، رئيس قسم الفيزياء النظرية في سيرن ، “الجسيمات ليست سوى مظهر من مظاهر الظاهرة” ، في حين أن “هدف فيزياء الجسيمات هو فهم المبادئ الأساسية للطبيعة”. مثل طبيعة المادة المظلمة الافتراضية أو الطاقة المظلمة التي لا تقل غموضًا.
وهكذا ستستفيد تسع تجارب من إنتاج الجزيئات من المعجل. مثل أليس ، التي تدرس البلازما البدائية للمادة التي سادت في أول عشرة ميكروثانية بعد الانفجار العظيم. أو LHCf ، الذي يحاكي الأشعة الكونية.
ستأتي المرحلة التالية من المصادم الكبير بعد التوقف الثالث ، في عام 2029 ، مع انتقاله إلى “السطوع العالي” ، مما سيزيد عدد الأحداث القابلة للاكتشاف عشرة أضعاف.
علاوة على ذلك ، يتطلع باحثو CERN نحو مشروع Future Circular Collider (FCC) ، وهو عبارة عن حلقة طولها 100 كيلومتر ومن المتوقع دراسة جدواها في نهاية عام 2025. “ستكون الآلة النهائية لدراسة بوزون هيغز ، وهو عبارة عن حلقة قوية جدًا أداة لفهم الفيزياء الأساسية ، “اختتمت فابيولا جيانوتي.
