تجارب فيزياء الجسيمات
المؤلف:
دكتور حازم فالح سكيك
المصدر:
مقدمة مختصرة عن فيزياء الجسيمات
الجزء والصفحة:
ص 23
2025-09-11
304
من خلال تجارب الفيزياء، الاكتشافات المعملية، الأفكار النظرية والتفسيرات جميعا ترتبط ببعضها البعض، وفي بعض الأحيان تحدث وثبة في إحداها لكن سرعان ما تليها الأخريات. إن الطبعات الحديثة من جدول رذرفورد Rutherford الذي تم تجربته على تشتت جسيمات ألفا لمسافات بعيدة تصل للعديد من الكيلومترات، في جهاز مكلف ضخم في أنفاق تحت الأرض على طول عشرات الكيلومترات. ما تسمى بمسرعات الجسيمات، والتي تسرع البروتونات، البروتونات المضادة، الالكترونات، والبوزونات لتقترب من سرعة الضوء ثم تتصادم مع بعضها البعض أو مع أهداف ثابتة.
في المسرعات يتم تركيز مغائط، ومغائط منحنية لتوجه حزمة الجسيمات حول حلقة ( في الشكل عدد قليل من المغانط المنحنية)، وتقوم تجاويف ذات ترددات عالية بأمواج ميكرونية (RF) بتسريع الحزم عند المرور من خلالها.
والمطلوب دائماً الحصول على طاقات أعلى وأعلى، لإيجاد زوج من الجسيمات الجديدة و ملاحظتها وهي تبتعد، ويجب أن تتولد طاقة فائضة أكثر من أو تساوي (2mx) للزوجين: 2>m e Ecollision والطاقة العالية كذلك تحتاج إلى مجس أعمق وأعمق لمقياس أصغر لدراسة ما هو غير معروف. وذلك يشبه استخدام أشعة اكس لأطــوال موجية أقصر عند فحص تراكيب البلورات الأصغر وللبحث عــن ظـاهرة نادرة فمــن الضروري زيادة كثافة حزم الجسيمات ومعدلات التصادم لذلك فإن المسرعات تتقدم يشكل مواز مع الطاقة الأعلى والكثافة الأعلى. ولملاحظة وتفسير نتائج التصادمات، فيجب تطوير كواشف الجسيمات لتساير عملية تحليل الجسيمات التي تبتعد وتختفي خلال أجزاء من النانو ثانية. وتحتوي الكواشف على أنواع متعددة ومختلفة من الأجهزة المعقدة والالكترونيات التي تتطلب كادراً من الخبراء في التكنولوجيا للتعامل معها. وتستخدم تجارب المصادم عدد كبير من الكواشف لتحيط بشكل كامل "نقطة التفاعل " حيث تتصادم الجسيمات ذات الطاقة العالية مع الجسيمات المضادة. يشمل النموذج مصادمات الكترون - بوزيترون، مصادمات بروتون - بروتون مضاد، وكذلك على الكواشف الضخمة لنقاط الفاعل.
وفي تجارب أخرى تتم دراسة تجارب أخرى لتصادم حزم مكثفة مع أهداف صلبة ثابتة. ويشمل هذا النموذج العديد من التجارب مع حزم النيوترونات عالية الطاقة، وكواشف ضخمة لكشف تفاعل النيوترونات ويدرس العديد تحويل نوع من النيوترونات إلى نوع آخر مثل (muon-neutrino) إلى نوع آخر مثل (tau-neutrino). الدليل على ذلك أصبح واضحاً بعد عقود من البحث والقياسات الدقيقة والتي خفضت كتلـة كــل مــن نيوترون الغير صفرية، إن وجود بقايا نيوترونات من الانفجار الأعظم والتي توضح الكون، وحتى الكتل الصغيرة جداً يمكن أن تفسر بعض من المادة المظلمة .
إن التقنية العلمية لمسرعات الجسيمات والكواشف تعتمد وبشدة على التكنولوجيا، تكنولوجيا أجهزة المواد الصلبة، المغانط فائقة التوصيل الكترونيات، حواسيب ومواد أخرى غريبة، وتلعب كلها دوراً في تطوير فيزياء الجسيمات التجريبية، وبعض الأحيان تؤدي إلى اختراعات.
بنيت كل هذه الكواشف المعقدة جداً وتمت عن طريق عدد كبير من علماء الفيزياء، في تنافسات بين 100 إلى 1000 شخص تقريباً. هذا التنافس يمتد إلى خارج نطاق الدولــة، ويمثل نموذجاً لتزايد العلوم والتعاون والصداقة عبر الحواجز الوطنية والسياسية.
الاكثر قراءة في فيزياء الجسيمات
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة
