قبل أن نتحدث عن مختبر سيرن يجب أن نتطرق إلى
مقدمةٍ بَسيطة عن الجسيمات الأولية حتى نستطيع أن نفهم طبيعة عمل هذا المختبر وعن
ماذا تدور أبحاثه العلمية.
ماهي الجسيمات الأولية؟
كما هو معروف لدى الجميع أن كوننا البديع مكون من
ذرات صغيرة غير مرئية بالعين المجردة تجتمع لتكون المادة وتتكون الذرة الواحدة من نواة في مركزها ذات شحنة موجبة
ويدور حولها إلكترونات موزعة في مدرات معينة وتكون سالبة الشحنة وبالتالي تحقق
التعادل للذرة. تحتوي النواة على بروتونات موجبة الشحنة و نيترونات
متعادلة الشحنة. ولكن هذه المكونات ليست الأصغر في كوننا إنما هناك ما هو أصغر من ذلك
فالبروتون يتكون من ثلاث كواركات.
هنا تكمن فائدة مختبر سيرن حيث أنه يتم تسريع الإلكترونات
والبروتونات إلى سرعة مقاربة لسرعة الضوء ثم يتم جعلها تصطدم ببعضها البعض أو بأي
مادة أخرى فتتحلل إلى مكوناتها الأساسية و تظهر لنا. و هذا الإصطدام
يكشف لنا عن جسيمات أُخرى أيضا , حيث صنف العلماء هذه الجسيمات
الناتجة عن الإصطدام أو المكتشفة من أشعة الكون إلى :كواركات ولبتونات. يوجد لدينا ستة
أنواع من الكوارك
وهي:
v
العلوي والسفلي.
v
القمة والحضيض.
v
الغريب والجذاب.
كما تدعى أحيانا النكهات, ولكل كوارك
لديه ما يميزه من الخصائص كالكتلة والشحنة واللف المغزلي والشحنة اللونية . لكل كوارك ضديد
معاكس له.أما اللبتونات فهي عبارة عن ثلاثة
أجيال:
v
فالأول إلكترون ونيترونيو الإكترون.
v
والثاني الميون ونيترونيو الميون.
v
والثالث التاو ونيترينيو التاو.
الكواركات واللبتونات هي جسيمات المادة
المسؤولة عن تكوين بنية المادة و أما جسيمات القوة فهي التي تربط جسيمات المادة
ببعضها البعض وتنقل التأثيرات بينها فللقوة النووية
القوية :جسيم الغلون, وللقوة النووية الضعيفة :w+,w-,z وللقوة الكهرومغناطيسية : الفوتون, ولقوة الجذب الغرافتون.
ما هو مختبر سيرن ؟
هو عبارة عن مختبر ضخم جدا يقع بين فرنسا وسويسرا بالقرب من مدينة جنيف يشرف على العديد من
المختبرات الفيزيائية الضخمة وأكبر الأدوات العلمية تأسس في عام 1954 و اسمه هو اختصار
لجملة {CERN:Conseil Européen pour la Recherché Nucléaire}
باللغة الفرنسية و تعني المجلس الأوروبي للبحوث
النووية. من أهم أجهزتها
مصادم الهدرونات الكبيرLHC.
يقع هذا المختبر العملاق في جوف الأرض على بعد 100 متر أسفل الأرض، في دائرة
محيطها 27 كيلومترا، بالإضافة إلى دائرة أصغر منها وأربعة أجهزة مستشعرة ومتحسسة للإصطدامات.
كيفية عمله :
يطلق العلماء شعاعين من الجسيمات في اتجاهين
متعاكسين ويظلان يدوران حتى تصل سرعتهما لسرعة مقاربة لسرعة الضوء فيصطدمان
ببعضهما ويتفككان وتظهر الأجسام المضادة ويظهر محتوى الجسيمات وتحل العديد من الأسئلة
عن بينة المادة وأيضا إيجاد ضديد المادة ومعرفة إختلافه عن المادة الأساسية كمثل إكتشافهم جسيم
هيجنز
البوزوني.
للقيام بعملية تسريع الجسيمات الصغيرة، يحتاج
المعجّـل LHC إلى عدد كبير من قطع المغناطيس الكبيرة جدا، والتي
يصل عددها إلى 1746 قطعة على طول 27 كيلومترا، وهي
المسافة الكلية لمحيط المعجل ويتم التأكد من سلامتها بوسطة أمهر المهندسين كما في
الصورة.
من يمكنه الوصول إليه ؟
يمكن لعلماء الفيزياء النووية لمركز CERN الدخول
إليه وأيضا المهندسين القائمين على ضبط أنظمة عمله ويُسمح للعلماء بالدخول إليها
بعد التأكد من هويتهم ببصمة الأعين.
جـــــوائز نـــوبل:
حصل مختبر سيرن على العديد من جوائز نوبل ففي عام 1984 لروبيا وفان دير
مير بسبب التوصل إلى اكتشاف بوزونات W Z,وفي عام1992 تم منحها لجورج تشاربك الذي اخترع كاشفات
الجزئيات الموجودة الغرفة النسبية الخاصة.
أصبح اليوم فهمنا لمكونات النواة البسيطة بفضل
مصادم الهادرونات LHC الكبير في مختبر
سيرن العلمي, رغم أن بعض
العلماء كستيفن هوكينغ عارضه بشدة لاحتمال
الكوارث والأخطار في حالة الطاقة العالية
هنا يمكن أن نرى جمال الفيزياء الذي يُبحر بنا من
المجرات الهائلة إلى مالا يرى بأعيننا المجردة, إنه لحق ثورة في العلم فسبحان من
علم الإنسان مالم يعلم .
تم بحمد الله
نستقبل أسئلتكم واستفساراتكم واقتراحاتكم في خانة التعليقات
" نرد على جميع التعليقات "
وختاما نتمنى أن يكون الموضوع نال إعجابكم ونهلتم منه الفائدة المرجوة... بالتوفيق للجميع ...^_^
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق