تهدف شركة سيرن إلى بناء آلة تحطيم الذرات بقيمة 20 مليار يورو لكشف أسرار الكون | سيرن

يمضي المسؤولون في سيرن، موطن مصادم الهادرونات الكبير بالقرب من جنيف، قدمًا في خططهم لإنشاء آلة جديدة ستكون أكبر بثلاث مرات على الأقل من مسرع الجسيمات الحالي.

مصادم الهادرونات الكبير، الذي تم بناؤه داخل نفق دائري طوله 27 كيلومترًا أسفل الريف السويسري الفرنسي، يقوم بتحطيم البروتونات والجسيمات دون الذرية الأخرى معًا بسرعة قريبة من سرعة الضوء لإعادة خلق الظروف التي كانت موجودة بعد أجزاء من الثانية من الانفجار الأعظم.

اكتشفت الآلة، وهي أكبر مصادم في العالم، بوزون هيغز في عام 2012، بعد ما يقرب من 50 عامًا من اقتراح بيتر هيجز، عالم الفيزياء النظرية في جامعة إدنبرة، والعديد من الباحثين الآخرين. تم تكريم هذا العمل الفذ بجائزة نوبل في الفيزياء في العام التالي.

لكن منذ اكتشاف بوزون هيغز، لم يكشف المصادم عن أي فيزياء جديدة مهمة من شأنها أن تلقي الضوء على بعض أعمق ألغاز الكون، مثل طبيعة المادة المظلمة أو الطاقة المظلمة، ولماذا تهيمن المادة على المادة المضادة، و ما إذا كان الواقع يتخلله أبعاد إضافية مخفية.

وضعت سيرن خططًا للآلة التالية، المصادم الدائري المستقبلي (FCC)، في عام 2019. سيبلغ محيط الآلة التي تبلغ تكلفتها 20 مليار يورو (17 مليار جنيه إسترليني) 90-100 كيلومتر وتهدف إلى تحطيم الجسيمات دون الذرية معًا بطاقة قصوى تبلغ 100 تيرا إلكترون فولت ( تيرا إلكترون فولت). يحقق مصادم الهادرونات الكبير طاقات قصوى تصل إلى 14 تيرا إلكترون فولت.

لكن الاقتراح له منتقدوه. وقال السير ديفيد كينج، كبير المستشارين العلميين السابق للحكومة البريطانية، لبي بي سي إن إنفاق المليارات على الآلة سيكون “متهورًا” عندما يواجه العالم مثل هذه التهديدات الخطيرة الناجمة عن أزمة المناخ.

وناقش مجلس سيرن يوم الجمعة مراجعة منتصف المدة لدراسة جدوى لجنة الاتصالات الفيدرالية. إذا مضت الخطط قدمًا، فستطلب المنظمة الحصول على الموافقة في السنوات الخمس المقبلة، وتأمل أن يتم بناء الآلة وجاهزة للعمليات في أربعينيات القرن الحادي والعشرين عندما يكمل LHC تشغيله.

وقالت البروفيسور فابيولا جيانوتي، المدير العام لسيرن، لصحيفة الغارديان: “إذا تمت الموافقة على لجنة الاتصالات الفيدرالية، فستكون أقوى مجهر تم بناؤه على الإطلاق لدراسة قوانين الطبيعة في أصغر المقاييس وأعلى الطاقات، بهدف معالجة بعض المشاكل”. الأسئلة المعلقة في الفيزياء الأساسية اليوم وفهمنا للكون.

وقالت تارا شيرز، عضوة تجربة LHCb في مصادم الهادرونات الكبير، وأستاذة الفيزياء في جامعة ليفربول: “إن الحالة العلمية مثيرة حقًا”. “في الوقت الحالي، نقوم بإجراء دراسة لمعرفة ما إذا كان الجهاز ممكنًا أم لا. وينبغي الانتهاء من ذلك في عام 2025، مع اتخاذ قرار بشأن أفضل السبل للمضي قدما بحلول عام 2028.

“إنها آلة من الجيل التالي: أكبر وأسرع وأقوى، مع القدرة على الكشف عن المزيد من التفاصيل حول التفاصيل الدقيقة للكون. “سوف يكشف عن ميزات مجال هيغز وهيغز التي لا يمكن دراستها في مصادم الهادرونات الكبير، ودعونا نبحث عن المادة المظلمة ونختبر أفكارًا فيزيائية جديدة في أنظمة جديدة.”

إذا تمت الموافقة على الآلة، فسيتم بناؤها على مرحلتين. ستؤدي التجارب الأولى إلى تصادم الإلكترونات معًا، بينما ستصطدم المرحلة الثانية، المخصصة لسبعينيات القرن الحادي والعشرين، بالبروتونات في بعضها البعض. وبسبب الإشعاع الإضافي الذي تولده الآلة، فإنها ستحتاج إلى البقاء تحت الأرض مرتين مثل مصادم الهادرونات الكبير.

وانتقدت الدكتورة سابين هوسنفيلدر، من معهد فرانكفورت للدراسات المتقدمة، هذه الخطط، قائلة إنه لا يوجد دليل على أن لجنة الاتصالات الفيدرالية ستكشف أي شيء عن المادة المظلمة أو الطاقة المظلمة.

وقالت: “الحقيقة هي أن الشيء الأكثر احتمالاً الذي ستفعله مثل هذه الآلة هو إجراء قياسات أفضل لبعض الثوابت في النموذج القياسي، وهذا كل شيء”. “لا أعتقد أن الأهمية المجتمعية عالية بما يكفي لتبرير مثل هذا الاستثمار الكبير.”

“أخشى أن تمويل مثل هذه التجربة سيعني أن الكثير من الأشخاص الأذكياء سيضيعون وقتهم في أبحاث لن تؤدي إلى أي تقدم. كان لدى LHC دافع جيد. لجنة الاتصالات الفيدرالية لم تفعل ذلك. يتعين على علماء فيزياء الجسيمات أن يتقبلوا أن وقتهم قد انتهى. هذا هو عصر فيزياء الكم.”

وقال البروفيسور جون بتروورث، عضو تجربة أطلس في مصادم الهادرونات الكبير وأستاذ الفيزياء في جامعة كوليدج لندن، إن المصادم كان في طور التقدم.

وأضاف: “يتعلق الأمر بتوسيع حدود المعرفة الإنسانية إلى قلب المادة والقوى الأساسية، وذلك جزئيًا لمعرفة مدى أهميتها حقًا”.