بزرگترين شتابدهنده دنيا

بزرگترين شتابدهنده دنيا

http://www.hupaa.com/Data/Pic/P00352.jpg در اين پروژه جهاني 2000 مهندس و فيزيكدان از سراسر دنيا مشاركت دارند كه ايران نيز از جمله كشورهاي فعال است .

اشاره: واژه سرن-CERN را اولين بار شايد حدود دو سال پيش از زبان معاون پژوهش وزارت علوم، تحقيقات و فناوري شنيدم. «سرن»، مركز تحقيقات هسته اي اروپا، و پروژه «سرن» طرح ساخت بزرگترين شتاب دهنده دنيا توسط اين مركز است.

در پروژه سرن، حدود 2000 مهندس و فيزيكدان از بيش از 30 كشور جهان، منجمله جمهوري اسلامي ايران پيرامون انجام يك فعاليت آزمايشگاهي مشترك گردهم آمده اند، كه اگر در پرتو اين همكاري مشترك، دانشمندان به كشفي جديد نائل شوند، برنامه همه كشورهاي مشاركت كننده پروژه ثبت خواهد شد.بسياري از صاحبنظران و متخصصان امر تجربه مشاركت در اين پروژه عظيم جهاني را براي كشورمان، يك افتخار بزرگ علمي دانسته و به نتايج آن اميدوارند.

نظر به اهميت اين طرح گزارشي از كم و كيف اجرايي و نقش ايران در آن تهيه كرده ايم كه در پي مي آيد:

نكاتي چند در باب CERN

سرن يا مركز تحقيقات هسته اي اروپا، يك مؤسسه علمي و پژوهشي بين المللي در ژنو است كه نزديك به 60 سال از تأسيس آن مي گذرد. بيشتر اعضاي سرن را كشورهاي اروپايي تشكيل مي دهند و بودجه اين مؤسسه را نيز همين كشورها تأمين مي كنند.

شتابدهنده «سرن»

شتابدهنده سرن يكي از بزرگترين شتاب دهنده هاي دنياست كه هم اكنون به ميزباني كشور سوئيس در حال ساخت است و قرار است تا سال 2007 كار احداث آن با 27 كيلومتر محيط، به پايان رسد. در اين پروژه كشورهاي آمريكا، ژاپن و ممالكي چون هند، تركيه، ايران و پاكستان پيرامون انجام يك فعاليت آزمايشگاهي مشترك گردهم آمده اند.

هزينه ساختماني كه اين شتابدهنده در آن نصب مي شود. به تنهايي حدود 500 ميليون فرانك سوئيس و كل هزينه هاي ساخت و ساير آزمايش هاي مربوطه، به رقمي حدود 10 ميليارد يورو بالغ مي شود.

در حال حاضر آزمايشگاه هاي لازم براي مطالعات ذرات نيازمند شتاب دهنده هاي عظيمي است كه ساخت آنها چه از نظر زماني و چه از لحاظ فني از توان يك كشور خارج است.

دستگاهي كه در سرن ساخته مي شود، ال.اچ.سي(Large Hadron Collider) با برخورددهنده بزرگ درون ها است و هدف آن شناخت اجرام ماده در حدفاصل 10 به توان منفي 23 سانتيمتر، آزمون نظريه استاندارد ذرات، كشف اجزاي يافت نشده مدل استاندارد، آزمون نظريه هاي ابرتقان و نظريه هاي وحدت بزرگ است.

دو آشكارساز بسيار بزرگ سي.ام.اس(Compact Muon solonoid) و اتلس(ATLas) نيز در حال ساخته شدن هستند تا بر روي ال.اچ.سي نصب شوند. آشكارساز سي.ام.اس به منظور مطالعه در خواص ذرات در انرژي بالا طراحي شده است.

ذرات پروتون و پادپروتون توسط آهنربايي بسيار قوي به صورت باريك هاي شتاب مي گيرند و با هم برخورد مي كنند. در اين فرايند، علاوه بر ذراتي كه آنها را مي شناسيم، ممكن است ذرات جديدي توليد شود كه براساس نظريات موجود انتظارشان را داشته ايم. البته در مراحل بعدي مي توانيم خواص اين ذرات، جرم يا بار الكتريكي آنها را اندازه گيري كنيم.

انرژي به وجود آمده از اين عمل مي توان باعث توليد مواد جديد و ذرات بنيادي باشد كه يا ما آنها را مي شناسيم و از وجودشان آگاه هستيم و يا مي توانيم به دنبال ذرات جديدي باشيم كه شايد وجود داشته باشند. چراكه نظريه هاي مختلف موجودات كه احتمال وجود ذرات بنيادي مختلف را نشان مي دهند. اين ذرات را مي توان با تصادم اين دو ذره پروتون به وجود آورد و تلاش كرد تا آنها را كشف، جرمشان را اندازه گيري و اگر داراي بار مغناطيسي باشند آنها را نيز اندازه گيري كرد.

روي اين شتابگر چهارم آزمايش مختلف صورت مي گيرد كه يكي از آنهاC.M.S است.

شتابگر L.H.C ، كه بزرگترين شتابگر دنيا محسوب مي شود در مركز تحقيقات هسته اي اروپا، در حال ساخت است. هدف از ساخت اين شتابگر عظيم، كشف يك ذره بنيادي به نام «هيگز» است كه فيزيكدانان ذرات بنيادي آن را پيشگويي كردند. تمامي ذرات بنيادي ديگر، از جمله كوارك ها، از اين ذره به وجود آمده است.

براي كشف اين ذره بايد شرايطي نظير ابتداي آفرينش عالم در آزمايشگاه به وجود آورد. درواقع در اين شتابگر پروتونها به حدي شتاب مي گيرند، كه انرژي كافي براي فراهم آوردن اين شرايط را به دست آورند. سپس در محل آشكارسازي به نام سي.ام.اس، با يكديگر برخورد مي كنند و مي شكنند تا ذره «هيگز» به وجود آيد.

ايران در «سرن»

ايران در ژوئن 2001 رسما به عضويت اين پروژه درآمد و از همان زمان در ساخت تجهيزات آشكار سازها مشاركت كرد. در چارچوب قرارداد همكاري، ايران مشاركت در آزمايش سي.ام.اس را پذيرفت.بر اين اساس، ايران مسئوليت ساخت ميز بسيار بزرگي را كه قرار است آشكارسازها بر آن نصب شوند را پذيرفت.

اين ميز بايد بتواند قطعاتي به وزن حدود 200 تا 300 تن را تحمل كند كه اجزاي آن با فاصله ميليمتري از يكديگر باز و بسته مي شوند.

اين ميز در حقيقت يك دستگاه مكانيكي با تولرانس بسيار بالا به شمار مي رود كه هزينه ساخت آن نيز برعهده ايران است. دكتر محمد محمدي، متخصص فيزيك ذرات بنيادي و سرپرست گروه سازنده شتاب دهنده سرن در ژنو، كه از طرف دانشگاه فلوريدا اين مأموريت را عهده دار شده است در اين زمينه مي گويد:«براي ايران، موضوع اصلي فعاليت هاي پژوهشي از اين قبيل، دستيابي به منافع اقتصادي آني نيست، بلكه منفعت اصلي، دستاوردهاي علمي است كه از طريق مشاركت در يك پروژه علمي بين المللي، آن هم در بالاترين سطح پژوهش در حوزه فيزيك ذرات بنيادي نصيب كشورمان مي شود.»

سرن چه از لحاظ فناوري و چه از نظر مطالعات نظري يكي از بالاترين سطوح علمي را داراست و هر كشوري افتخار مي كند كه سهمي در اجراي اين پروژه داشته باشد، خوشبختانه پس از موفقيت در طراحي اين ميز، ساخت دو سيلندر مكانيكي بزرگ نيز كه به صورت پوشش، آشكارساز را دربرمي گيرند، به ايران واگذار شد. ساخت اين سيلندرها به طراحي بسيار ظريف و دقيقي نياز دارد و به لحاظ فناوري در سطح بالايي قرار دارد.

هزينه ساخت اين دو سيلندر، كه به همراه هزينه ساخت ميز يك ميليون دلار برآورد مي شود را نيز ايران مي پردازد و دستگاه ها پس از تكميل شدن تحويل سي.ام.اس خواهند شد.

در حال حاضر، هفت پژوهشگر و دو دانشجوي ايراني در سرن مشغول به كار هستند و دانشجوي سومي نيز انتخاب شده است كه طي چند ماه آينده عازم مؤسسه سرن خواهد شد.

اين دانشجويان در حال گذراندن دوره دكترا در رشته فيزيك ذرات بنيادي هستند و براي انجام پايان نامه هاي خود به سرن مي روند.

دكتر حسام الدين ارفعي يكي از مسئولان پروژه سرن در كشورمان در گفت وگويي با همشهري درخصوص چگونگي پيشرفت آن مي گويد: بخش اعظم امور فني انجام شده و كار با موفقيت پيشرفته است و اميدواريم اسفندماه ميز ساخته شده را تحويل دهيم. در اين بخش با همكاري خوب مهندسان و شركت مجري مشكل خاصي ايجاد نشد.وي با اشاره به اهميت بخش علمي مشاركت ايران در اين پروژه مي گويد: در حال حاضر براي مشاركت علمي در اين پروژه كه به مراتب مهمتر از بخش فني آن است، سه پژوهشگر ايراني اعزام شده اند و همكاري علمي در اين پروژه عظيم، در كنار دانشمندان برجسته دنيا، به منزله سهيم شدن كشور ما درعلم تراز اول جهان خواهد بود.

وي گفت: تاكنون براي انجام امور فني اين پروژه در ايران، حدود 400 ميليون تومان هزينه شده و پيش بيني مي شود كل مخارج آن به 600 ميليون تومان بالغ گردد.

وي افزود: البته كمك ايران به اين پروژه در مقابل كشوري مثل پاكستان كه تنها يك قلم 5 ميليون دلاري به جز سهم خودش (كه دو برابر ايران بوده) بوده است، رقم ناچيزي است.