اكتشافات المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية ( سيرن )

تاريخ النشر : 18/12/2014 التعليقات :0 الاعجابات :2 المشاهدات :1834
الكاتب حمد الهندي

طالب فيزياء هندسية ورياضيات نظرية في جامعة الكويت.

المراجع رانية ياسين

سيرن
سيرن أضخم وأكبر مصادم ذرات في العالم (حيث تمت بعض الإكتشافات منها جسيّم بوزون هيغز و حدث إنشاء المادة المضادة) احتفل بالذكرى الستين في تأسيس ٢٠١٤/٩/٢٩ حيث تأسس في عام ١٩٥٤م , تقع المنظمة الأوربية للأبحاث النووية (سيرن) بالقرب من جنيف على الحدود الفرنسية السويسرية حيث تضم أكبر “مسرّع جسيمات” والأكثر تقدماً في العالم.
(١)هيغز بوزون
اندلع عالم الفيزياء بالإثارة في يوليو ٢٠١٢، عندما استخدم العلماء مصادم الهادرونات الكبير في سيرن و أعلنوا عن رصد الجسيم الذي بدى ما يسميّ بـ بوزون هيغز ,  في عام ١٩٦٠ افترض البريطاني بيتر هيغز  وجود مجال من خلاله يقوم بجذب جميع الجسيّمات ويعطيها كتلتها , و اعتقد هيغز أن هذا المجال يمكن أن يحتوي على جسيّم مرتبط معه و هو الإعتقاد بأن هذا الجسيّم يعطي جميع الجسّيمات الأخرى كتلتها , أصبح هذا الجسيّم يعرف بـ هيغز بوزون , و في عام ٢٠١٢ م , بعد عملية مطاردة استمرت لعقود , كشفت تجربتان في مصادم الهادرونات الكبير عن جسيّم أولي جديد يزن ١٢٦ مرة ضعف البروتون (البروتون:جسيّم موجب الشحنة يوجد في نواة الذرة) ,  بعد أقل من سنة , و بعدما جمع الفيزيائيون ضعفين ونصف المعلومات داخل مصادم الهادرونات الكبير ,  أكّد الباحثون أن الجسيّم حديث الاكتشاف هو بالفعل بوزون هيغز ,  يمثل اكتشاف بوزون هيغز القطعة الأخيرة من لغز النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات ,  و هي النظرية التي تصف كيف ثلاث من القوى الأساسية الأربعة (القوى الكهرومغناطيسية و النووية القوية والضعيفة) تتفاعل على المستوى دون الذري (لا تشمل الجاذبية) ,  وقد حصل بيتر هيغز و الفيزيائي البلجيكي فرانسيوس إينجليرت على جائزة نوبل في الفيزياء عام ٢٠١٣ لتنبؤهم بوجود بوزون هيغز.
(٢) التيار المحايد الضعيف
في عام ١٩٧٣م , أحد أول الاكتشافات الرئيسية التي خرجت بها المنظمة الأوربية للأبحاث النووية سيرن , الكشف عن ما يسمى بالتيارات المحايدة الضعيفة , داخل جهاز يُعرف بغرفة الفقاعات “غارغيميل” , التيارات المحايدة الضعيفة هي وسيلة تستطيع فيها الجسيمات دون الذرية التفاعل بواسطة القوى الضعيفة , واحدة من تفاعلات القوى الأساسية الأربعة في فيزياء الجسيمات , اكتشاف التيارات المحايدة ساعد في توحيد اثنين من التفاعلات الأساسية في الطبيعة (الكهرومغناطيسية و القوى الضعيفة) إلى القوى الكهروضعيفة , و قد تنبأ علماء الفيزياء النظرية عبدالسلام شيلدون غلاشو و ستيفن وينبيرغ بالتيارات المحايدة في نفس السنة التي أكد فيها العلماء في سيرن  على وجود هذه التيارات , و حاز علماء الفيزياء النظرية على جائزة نوبل لعملهم في عام ١٩٧٩م .
(٣) W و Z بوزون
في عام ١٩٨٣م، بعد عقد من اكتشاف علماء سيرن  للتيارات الضعيفة، اكتشفوا بوزون W و Z , و هي  الجسيمات الأولية التي تتوسط القوة الضعيفة , بوزونات (W+ و W-) لهما نفس الكتلة و لكن بإشارات كهربائية مختلفة، حيث بوزون Z بدون شحنه , اكتشافهم هذا كان ذو فائدة عظيمة للنموذج القياسي , باستخدام مسرع جسيمات يدعى “super proton synchrotron” , قاد فيزيائيو الجسيمات كارلو روبيا و سيمون فان دير مير فريقاً وجدوا فيه إثباتاً للبوزونات في التجارب باستخدام UA1 و UA2 , حاز العالمين على جائزة نوبل في الفيزياء في السنة التي بعدها .
(٤) النيترونات الخفيفة
في عام ١٩٨٩م، قام علماء سيرن بحساب عدد عائلات الجسيمات التي تحتوي ما يعرف بالنيترونات الخفيفة، وهي جسيمات أولية عديمة الشحنة وقليلة الكتلة ,  فالنيترونات نادرا ما تتفاعل مع جسيمات اخرى , و يطلق على هذه النيترونات بـ “جسيمات الشبح” و تم اكتشافها في مصادم الإلكترون-بوزيترون الكبير- باستخدام جهاز يدعى مكتشف أ. الاكتشافات وافقت بشكل جيد للنموذج القياسي.
(٥) المادة المضادة
تتكون المادة المضادة من جسيمات لها نفس كتلة جسيمات المادة العادية و لكن بشحنة معاكسة ,  تتدمر المادة و المادة المضادة عند اتحادهما مع بعضهما البعض , مطلقة كمية هائلة من الطاقة و تنتج جسيمات عالية الطاقة مثل أشعة غاما.
 في عام ١٩٩٥م ,  نجح علماء سيرن في إنشاء نموذج للمادة المضادة يعرف بالهيدروجين المضاد ,  و هو نسخة سالبة الشحنة من الهيدروجين , في تجربة PS210 في مستوى طاقة منخفض لحلقة بروتون مضاد , و مع ذلك اصطدمت المادة المضادة مع المادة و تدمرت قبل أن يستطيع العلماء دراستها.
في عام ٢٠١٠ , فريق ألفا سيرن صنع هيدروجين مضاد ل ٦ أعشار من الثانية ,  و في عام ٢٠١١ حافظوا على المادة المضادة لأكثر من ١٥ دقيقة.
(٦) خرق تناظر الشحنة السوية
واحدة من أسرار علم الكونيات هو كيف أن المادة موجودة رغم وجود المادة المضادة في الكون , حيث يقوم كلاهما بإلغاء الآخر ,  الجواب له علاقة مع نوع عدم التناظر بين المادة والمادة المضادة , للوهلة الأولى، قوانين الفيزياء تكون هي نفسها إذا تم استبدال الجسيم مع جسيم مضاد- و هو مفهوم يعرف باسم تناظر الشحنة السوية , و لكن علماء الفيزياء في سيرن كانوا قادرين على إثبات تهمة تكافؤ الشحنة , في عام ١٩٦٤ , وجد علماء الفيزياء النووية جيمس كرونين و فال فيتش على أول دليل يمكن أن ينتهك مفهوم تناظر الشحنة السوية , و هو الإكتشاف الذي فاز بجائزة نوبل في عام ١٩٨٠، و لكن جاء الدليل النهائي لإنتهاك هذا التناظر في عام ١٩٩٩ , مع تجربة NA48 في سيرن , و أيضاً في تجربة موازية في الولايات المتحدة في منشأة فيرميلاب لفيزياء الجسيمات , في باتافيا , إلينوي.
(٧) الشبكة العالمية
سيرن هي مسقط رأس واحدة من الإختراعات الأكثر شهرة في العالم (الشبكة العنكبوتية العالمية) , قام باختراعها العالم البريطاني تيم بيرنرز-لي في سيرن عام ١٩٨٩ , وقد تم تصميم الشبكة في الأصل كوسيلة للعلماء في مختلف مؤسسات دول العالم لتبادل المعلومات. أول موقع في الشبكة العالمية وصف مشروع الشبكة العنكبوتية العالمية , و كيفية استخدامه للوصول إلى المستندات أو إعداد برمجة الكمبيوتر، استضاف بيرنرز-لي الموقع على جهازه NeXT , حيث يقع حتى الآن في سيرن تم وضع البرنامج www في المجال العام في أبريل ١٩٩٣، وكان متاحاً بحرية بحيث يمكن لأي شخص تشغيل الويب أو استخدام المتصفح.
المصدر:

شاركنا رأيك طباعة