آغاز موفقیت آمیز آزمایش «انفجار بزرگ» در سوئیس

سه دهه پس از ارائه ايده خلق مصنوعى آغاز كائنات، سرانجام روز چهارشنبه بزرگترين آزمايش تاريخ فيزيك با پرتاب اولين پروتون به تونلى ۲۷ كيلومترى آغاز شد.

گزارش هاى رسيده حاكى است كه اين آزمايش موفقيت آميز بوده و مهندسان پس از به گردش در آمدن كامل ذرات پروتون در تونلى حلقوى در حاشيه شهر ژنو به شادمانى پرداختند.






ماشين ده ميليارد دلارى براى آزمايش بينگ بنگ مصنوعى يا انفجار بزرگ كه زمان آغاز خلقت است، در نزديكى مرز فرانسه و سوئيس قرار دارد و با استفاده از آن قرار است كه راز خلقت و نحوه تكوين حيات با روش علمى گشوده شود.

انجام اين پروژه با مشكلات فنى زيادى روبرو بود و با دو سال تاخير به مرحله اجرا در مى آيد.

آغاز به كار ماشين ياد شده كه به (Large Hadron Collider) معروف شده است پس از سال ها صرف وقت و با تلاش بيش از هشت هزار دانشمند فيزيک از هشتاد و پنج كشور جهان عملى شده است.

اين وسيله شگفت انگيز قرار است آنچه به عنوان سياهچاله (فضايى) ناميده شده را در اندازه اى فوق العاده كوچک توليد کند.

هدف آن است كه ذرات اتم در درون اين دستگاه با سرعت نزديك به نور با يكديگر برخورد كنند و شرايطى مانند شرايطى كه دانشمندان آن را فرضيه «بيگ بنگ» يا انفجار بزرگ مى نامند، بوجود آورند تا نتايج ناشى ازآن را مشاهده كنند.

فيزيكدانان مى گويند كه جهان هستى و كيهان ۱۵ ميليارد سال پيش با چنين پديده اى خلق شد و سپس ستارگان، سيارات و سرانجام سياره زمين با گسترش آن در كهكشان پديد آمدند.

هدف آن است كه ذرات اتم در درون اين دستگاه با سرعت نزديك به نور با يكديگر برخورد كنند و شرايطى مانند شرايطى كه دانشمندان آن را فرضيه «بيگ بنگ» يا انفجار بزرگ مى نامند، بوجود آورند تا نتايج ناشى ازآن را مشاهده كنند.


با كمک ماشين یاد شده، شعاع هاى حاوى ذرات پروتن (از مشتقات اتم) با سرعت به يكديگر تابيده و با هم برخورد می كنند. در نتيجه بر خورد مستقيم آنها انتظار مى رود حرارتى ايجاد شود كه مقدار آن يک تريليون درجه سانتيگراد تخمين زده مى شود.


حرارت ناشى از برخورد ( به هم كوبيده شدن) مشتقات اتم به ايجاد نقطه سياهى مى انجامد كه داراى غلظت فوق العاده است. اين علظت بالا، به نوبه خود جاذبه اى ايجاد مى كند كه در نتيجه آن محيط اطراف نقطه سياه، به درون آن بلعيده (جذب) مى شوند كه سياهچاله است.

قدرت كشش و مكندگى سياهچاله ها به حدى است كه حتى نورهاى اطراف آن نيز به درون نقطه سياه فرو مى روند. به اين دليل (تاريكى ناشى از بلعيده شده نورهاى اطراف) نقطه سياه قابل رويت نيست!

ماشينى كه روز چهارشنبه اين تجربه بزرگ را در اندازه اى كوچک آغاز كرد در فاصله هشت تا ۱۱ ماه اوت مورد آزمايش قرار گرفته و تجربه بزرگتر و اصلى آن قرار است در۲۱ ماه اكتبر آينده صورت گيرد.

كارشناسان مى گويند كه كشفيات ناشى از تجربه اين ماشين مى تواند به گشودن راه هاى تازه در جهت دست يافتن به منابع بيكران انرژى منجر شود. به جز كنجكاوى بشر براى گشودن راز خلقت، دست يافتن به منابع تازه انرژى نيز از جمله انگيزه هاى مجريان اين پروژه شگفت انگيز است.

دو هفته قبل گروهى از دانشمندان آلمانى با انتشار بيانيه اى تاكيد كردند كه ايجاد سياهچاله كوچک تنها براى بخش كوچكى از يک لحظه خواهد بود و تقريبا بلافاصله از ميان خواهد رفت.

استدلال آنها در قبال نگرانى هاى منتقدان اين ماشين غول آساست كه مى گويند آغاز به كار اين ماشين ممكن است به شكافته شدن كره زمين و نابودى آن بيانجامد.

مشارکت ایران

ايران از جمله بیست کشوری است كه در اين طرح عظيم بين المللى مشاركت كرده است .

دكتر رضا منصورى، استاد فيزيك دانشگاه صنعتى شريف در باره چگونگى مشاركت ايران در اين طرح گفته است: «كشور ما در سال ۱۳۸۰ با امضاى تفاهم نامه اى وارد اين كار بزرگ شد و بر مبناى آن قطعاتى از شتاب دهنده در ايران ساخته شد و همچنين دانشجويان و استادان ما در شبيه سازى ها مشاركت داشتند به گونه اى كه دست كم چهار دانشجوى دكترى پايان نامه خود را در اين شتاب دهنده گذرانده اند و هم اكنون هم دو دانشجوى ايرانى در اين شتاب دهنده حضور دارند.»

وى در گفت و گو با «واحد مركزی خبر ايران» افزود كه ايران مى تواند مشاركت بيشترى در اين طرح بزرگ علمى داشته باشد.

آزمایش «انفجار بزرگ» چگونه انجام می شود؟


روز چهارشنبه دانشمندان فيزيك با استفاده از ماشين عظيمى، دست به يك آزمايش شگفت انگيز خواهند زد. اين آزمايش كه براى شتاب دادن به ذره هاى باردار اتم انجام مى شود، سياهچاله اى مصنوعى بوجود مى آورد تا در لحظه كوتاهى، انفجار بزرگ را كه آغاز شكل گرفتن كائنات است، به نمايش بگذارد.

اما اين امر نگرانى هاى بسيارى را در جهان بوجود آورده و برخى آن را تهديدى براى هستى مى دانند. راديو فردا در گفت و گو با محمد حيدرى ملايرى، اختر فيزيكدان ايرانى مقيم پاريس، نظر وى را در باره ويژگى هاى اين آزمايش جويا شده است.





آقاى ملايرى چه مراحلى طى شد تا چنين آزمايشى در روز چهارشنبه به مرحله عمل برسد؟

محمد حيدرى ملايرى: اين (ماشين عظيم) از طرف سازمان اروپايى براى پژوهش هسته اى «سرن» ساخته شده است. پانزده سال طول كشيده٬ صدها فيزيكدان و هزاران مهندس سعى كردند اين را به وجود بياورند. (این ماشین) يك شتابگر است٬ يعنى به ذره هاى باردار شتاب مى دهد.

چيزى كه ساخته شده٬ تونلى است در صد مترى زير زمين در مرز فرانسه و سويس. پيرامون اين تونل بيست و هفت كيلومتر و قطر آن سه متر و هشتاد سانتيمتر است. اين تونل را به دماى صفر مطلق رسانده اند٬ يعنى منفى ۲۷۱ درجه٬ حالا به چه علت و چگونه؟

پشت اين تونل٬ ۱۶۰۰ آهن ربا قرار داده اند٬ به خاطر اين كه بتوانند بدين وسيله ميدان مغناطيسى بوجود آورند و به پروتون ها سرعت دهند٬ سرعتى نزديك به سرعت نور.

براى گرديدن در اين تونل٬ يك پروتون نود ميليونيم ثانيه وقت مى خواهد و در واقع هر ثانيه٬ يازده هزار بار دور اين تونل مى تواند حركت كند و هزينه اين در حدود پنج ميليارد يورو شده است٬ از طرف كشورهاى اروپایی. حالا اين براى چيست؟

براى اين كه حالت هاى ماده و انرژى را در انرژى هاى بسيار زياد مطالعه كنند. انرژى هايى كه تاكنون ما فيزيكدان ها به آن دسترسى نداشتيم و به چند سئوال بنيادين فيزيك پاسخ دهند.

يكى از اين سئوال ها اين است كه چرا ذره هاى بنيادين مانند الكترون و پروتون جرم دارند؟ چرا ماده جرم دارد؟ يكى از نگره هاى فيزيك هسته اى مى گويد كه اين مسئله٬ بدین علت است كه ذره هايى وجود دارند به نام «بوسون فيكس»٬ به نام شخصى كه اين را پيشنهاد كرده. و اين بوسون ها٬ اين ذره ها هستند كه اين جرم را بوجود مى آورند. آيا اين ذره ها وجود دارند يا خير؟


«روز ده سپتامبر (چهارشنبه)٬ براى اولين بار پروتون ها را در اين شتابگر به حركت در مى آورند٬ غير از این آزمايش٬ آزمايشات مختلف دیگری نیز انجام می دهند و روز ۲۱ اكتبر٬ كوبش را٬ يعنى برخورد دادن پروتون ها را با هم٬ انجام مى دهند و مقصود اين است كه سياهچاله ميكروسكوپى به وجود آورند.»

محمد حيدرى ملايرى، اختر فيزيكدان ايرانى


نكته ديگر اينكه٬ چرا نيروى گرانشى نسبت به نيروهاى ديگر تا اين اندازه ضعيف است؟ آيا فضا فقط همين سه بعد را دارد يا در انرژى هاى بسيار زياد بعدهاى ديگرى نيز دارد؟

روز ده سپتامبر (چهارشنبه)٬ براى اولين بار پروتون ها را در اين شتابگر به حركت در مى آورند٬ غير از این آزمايش٬ آزمايشات مختلف دیگری نیز انجام می دهند و روز ۲۱ اكتبر٬ كوبش را٬ يعنى برخورد دادن پروتون ها را با هم٬ انجام مى دهند و مقصود اين است كه سياهچاله ميكروسكوپى به وجود آورند.

نگرانى هايى در اين مورد بوجود آمده٬ حتى تعدادى از دانشمندان به اين موضوع اعتراض كرده اند و ترس آنها از نابودى كره زمين و نابودى هستى است. مى ترسند٬ اين سياهچاله٬ كره زمين را ببلعد٬ براى اين كه دمايى معادل يك تريليون درجه سانتيگراد ايجاد خواهد شد.

سياهچاله ها سه نوع هستند. يك نوع٬ سياهچاله هاى غول پيكر كه جرم آنها ميليون ها يا ميلياردها برابر جرم خورشيد است و اينها در مركز كهكشان ها وجود دارند. در مركز كهكشان خود ما هم يكى هست.

يك نوع دیگر، سياهچاله هاى ستاره اى هستند كه پس از انفجار٬ ستاره هاى پر جرم بوجود مى آورند و جرم اين ها در حدود سه يا چهار برابر جرم خورشيد است. به اين سياهچاله هايى كه مى خواهند مطالعه كنند، «سياهچاله هاى ميكروسكوپيك» مى گويند٬ يعنى اندازه آنها٬ به اندازه يك پروتون است٬ بسيار كوچك است و طبق قوانين مكانيك كوانتوم، هر چه اين سياهچاله ها كوچك تر باشند٬ دماى آنها بيشتر است و همانطور كه اشاره كرديد٬ دماى اين مى تواند به ميليون ها درجه برسد٬ منتها هرچه دما بيشتر باشد٬ مدت عمر اين سياهچاله ها٬ كوتاه تر است.

اين سياهچاله ها٬ يك ميليارديم ثانيه بيشتر دوام پيدا نمى كنند و اين اتفاقى است كه دائما بالاى سر ما مى افتد. ذره هاى كيهانى كه از فضا مى آيند٬ با سرعت هاى نزديك به سرعت نور٬ به سرعت به لايه هاى بالاى جو زمين برخورد مى كنند٬ به اتم ها و مولكول ها، و همين پديده را در آنجا بوجود مى آورند و يكى از اهداف اين است كه مشاهده كنند آن پديده در جو٬ به چه ترتيب صورت مى گيرد.

متاسفانه سر و صداهايى كه گفتيد٬ از طرف مراجع صلاحيت دار نبوده و خطرى وجود ندارد و خطر آن به اندازه برخوردهاى پرتوهاى كيهانى٬ در لايه هاى بالاى جو٬ با مولكول ها و اتم هاى جو زمين است. هيچ فيزيكدان صلاحيت دارى را پيدا نمى كنيد كه باعث اين سر و صداها شود.

فكر مى كنيد از طريق چنين تجربياتى و پژوهش هايى روزى بشريت بتواند راز آفرينش را كشف كند؟

ما هميشه مرزها را به عقب مى رانيم٬ يعنى روزى نخواهد رسيد كه همه چيز را بدانيم. منتها٬ اين روندى است رو به جلو و پانزده سال ديگر مى توانيم به انرژى هاى بسيار بالاتر برسيم و در آن زمان مى توانيم مطالعه كنيم كه آيا٬ آن چيزى را كه نگره ها و تئورى ها پيش بينى كرده اند٬ درست است يا خير؟

قدرت مغناطيسى و درجه حرارتى كه از آزمايش روز چهارشنبه ايجاد مى شود٬ با درجه حرارت مركز زمين٬ چه رابطه اى دارد؟ بيشتر است؟

بسيار بيشتر است و حتى ميلياردها بار. از يك ثانيه و يك لحظه هم٬ كم تر دوام پيدا مى كند. اين دما بسيار زياد است و فيزيكدان هايى كه اين كار را كرده اند كليه پيش بينى ها را نيز كرده اند و همان طور كه گفتم٬ در تونلى انجام مى گيرد كه صد متر زير زمين است و اطراف اين تونل٬ انواع و اقسام پيش بينى هاى لازم براى حفاظت٬ انجام شده است.

كوچك ترين نگرانى وجود ندارد و مى توانم بگويم كه شب خيلى راحت بخوابيد٬ بى نگرانى!

آزمايش تاريخی سياهچاله در ژنو؛ «نگرانی از نابودی جهان»


دانشمندان قرار است روز چهارشنبه هفته آينده ماشين عظيمی را در ژنو به کار اندازند که همین امر باعث شده است بسیاری از مردم با ارسال ای ميل و تماس تلفنی از اين مسئله ابراز نگرانی کنند.

آنها معتقدند که با اين آزمايش، جهان روز چهارشنبه به پايان خود خواهد رسيد.


     
پس از سالها صرف وقت و با تلاش بيش از هشت هزار دانشمند فيزيک از هشتاد و پنج کشور جهان، سر انجام روز چهار شنبه آينده تجربه خلقت در نقطه ای واقع در حاشيه شهر ژنو به دست بشر تکرار خواهد شد.

اين تجربه علمی، لحظه کوتاهی پس از «انفجار بزرگ» را که گفته می شود نقطه آغاز شکل گرفتن کائنات است به نمايش می گذارد.

وسيله انجام اين تجربه، ماشينی است غول آسا به نام «Hadron Collider» که با هزينه نزديک به ۱۰ ميليارد دلار و کمک مالی بيست کشور ساخته و در مرکز تحقيقات اتمی اروپا در شهر ژنو نصب شده است.

برنامه ساخت اين ماشين اتمی پيچيده از ۱۰ سال پيش با اين هدف آغاز شد که راز خلقت و نحوه تکوين حيات با روش علمی گشوده شود. با اين هدف بيش از پنجاه سال پيش انسان به فضا رفت و بعد پا به کره ماه نهاد و اينک درزمين بدنبال گشودن راز آفرينش است.

به کمک اين وسيله شگفت انگيز قرار است آنچه به عنوان سياهچاله (فضايی) ناميده شده در اندازه ای فوق العاده کوچک توليد شود.

نگرانی گروهی از مردم که در ميان آنها دانشمندان برجسته جهان نيز ديده می شوند اين است که سياهچاله مصنوعی بعد از شکل گرفتن از راه بلعيدن محيط اطراف خود به نابودی و محو کره زمين بيانجامد.

اين نگرانی ها حتی از سوی فرانک ويلسک، برنده نوبل فيزيک نيز ابراز شده و وی نسبت به مرگبار بودن اين آزمايش هشدار داده است اما پروفسور برايان کاکس از دانشگاه منچستر می گويد: «هر کسی که فکر کند اين ماشين جهان را نابود خواهد کرد، چرند گفته است.»

جيمز گيليس، مسئول روابط عمومی اين پروژه نيز گفته است که تماس های اشکبار زيادی صورت می گيرد که مردم می خواهند تا فعاليت اين ماشين عظيم متوقف شود.

وی افزود: «آنها زنگ می زنند و می گويند: ما جدا نگران هستيم. لطفا به من بگوييد که آيا فرزندان من ايمن هستند.»





به کمک اين ماشين قرار است شعاع های حاوی ذرات پروتن (از مشتقات اتم) با سرعتی نزديک به سرعت نور به يکديگر تابيده و با هم برخورد کنند. در نتيجه بر خورد مستقيم آنها انتظار می رود حرارتی ايجاد شود که مقدار آن يک تريليون درجه سانتيگراد تخمين زده می شود.


آقای گيليس گفت: «هر روز ای ميل های زيادی می رسد که خواهش می کنند تضمين داده شود که جهان به پايان نخواهد رسيد.»

به گفته وی، برخی ديگر تهاجمی تر برخورد می کنند و مثلا می گويد: «شما شيطان و خطرناک هستيد و قصد داريد تا جهان را از بين ببريد.»

به منظور پيشگيری از انجام اين آزمايش تاريخی، عده ای نيز به دادگاه حقوق بشر اروپا شکايت برده و ازاين دادگاه خواسته اند که نسبت به توقف اجرای اين آزمايش اقدام قانونی به عمل آورد.

دادگاه ياد شده هم اکنون در حال بررسی شکايات رسيده است. در عين حال مجريان اين پروژه اعلام داشته اند که ايجاد مدل سياهچاله (فضايی) خطری را متوجه کره زمين نخواهد کرد.

نحوه آزمايش ماشین اتمی

به کمک اين ماشين قرار است شعاع های حاوی ذرات پروتن (از مشتقات اتم) با سرعتی نزديک به سرعت نور به يکديگر تابيده و با هم برخورد کنند. در نتيجه بر خورد مستقيم آنها انتظار می رود حرارتی ايجاد شود که مقدار آن يک تريليون درجه سانتيگراد تخمين زده می شود.

حرارت ناشی از برخورد ( بهم کوبيده شدن) مشتقات اتم به ايجاد نقطه سياهی می انجامد که دارای غلظت فوق العاده است. اين علظت بالا، به نوبه خود جاذبه ای ايجاد می کند که در نتيجه آن محيط اطراف نقطه سياه، به درون آن بلعيده (جذب) می شوند (سياهچاله)

قدرت کشش و مکندگی سياهچاله ها به حدی است که حتی نورهای اطراف آن نيز به درون نقطه سياه فرو می روند. به اين دليل (تاريکی ناشی از بلعيده شده نورهای اطراف) نقطه سياه قابل رويت نيست!

ماشينی که قرار است روز چهارشنبه آينده اين تجربه بزرگ را در اندازه ای کوچک تکرار کند در فاصله هشت تا ۱۱ ماه اوت ( حدود سه هفته قبل) مورد آزمايش قرار گرفته و تجربه بزرگتر و اصلی آن قرار است در۲۱ ماه اکتبر آينده صورت گيرد.

اهميت اين تجربه تاريخی در اندازه های ابداع قانون نسبيت انيشتن و فرمول معروف او است که سر انجام به توليد بمب اتمی انجاميد. اين آزمايش می تواند فيزيک کوانتوم را که در ارتباط با ماده و انرژی در اندازه های اتم است به زندگی روزمره در کره زمين نزديک تر سازد.

کشفيات ناشی از تجربه اين ماشين می تواند به گشودن راه های تازه در جهت دست يافتن به منابع بيکران انرژی منجر شود. به جز کنجکاوی بشر برای گشودن راز خلقت، دست يافتن به منابع تازه انرژی نيز از جمله انگيزه های مجريان اين پروژه شگفت انگيز است.

هفته قبل گروهی از دانشمندان آلمانی با انتشار بيانيه ای تاکيد کردندکه ايجاد سياهچاله کوچک تنها برای بخش کوچکی از يک لحظه خواهد بود و تقريبا بلافاصله از ميان خواهد رفت.

استدلال آنها در قبال نگرانی های منتقدان اين ماشين غول آساست که می گويند آغاز به کار اين ماشين ممکن است به شکافته شدن کره زمين و نابودی آن بيانجامد.