بدء تجربة محاكاة "الانفجار الكوني الكبير"

[وسيم أحمد الفلو]

[وسيم أحمد الفلو]

علماء فيزياء دوليون في مجمع "سيرن" البالغ الاتساع والذي يقع تحت الارض بالقرب من مدينة جنيف السويسرية في اطلاق مشروع علمي استغرق حتى الآن قرابة عشرين عاما في محاولة لمحاكاة نظرية "الانفجار العظيم" للوقوف على الكيفية التي تشكل وابتدأ بها الكون، وكيف تكونت الحياة في هذا الكون، بناء على النظرية التي يعتقد معظم علماء الفيزياء في العالم انها الاقرب، افتراضيا، الى ما حدث بالفعل.

الآلة الضخمة التي ستجرى التجربة فيها تعرف باسم "صادم الهدرون الكبير" او "Large Hadron Collider" او (LHC) اختصارا، وهي موجودة في مركز ابحاث سيرن القريب من الحدود الفرنسية السويسرية، حيث يعتزم العلماء تحقيق اصطدام بين جزيئات لمحاكاة ما عرف بعد ذلك ببداية الكون، في حال حققت التجربة النجاح المطلوب منها.

وتستخدم آلة LHC مغناطيسات عملاقة موجودة في ناقلات بحجم كاتدرائية لاطلاق اشعاعات من جزيئات الطاقة في نفق تحت الارض طولة 27 كم، حيث ستصطدم هذه الجزيئات ببعضها بسرعة الضوء.

وستسجل اجهزة الكومبيوتر تفاصيل التجربة بالتفصيل، وسيقوم نحو عشرة آلاف عالم فيزياء في انحاء العالم بتحليل كافة تلك المعطيات والمعلومات للوقوف على سر تكون الكون وبداية الخلق.

"الانفجار الكبير"
ويسعى العلماء في مركز سيرن، المشروع الاوروبي لبحوث الذرة البالغ من العمر 54 عاما، الى الوقوف على اسرار "المادة السوداء" و "الطاقة السوداء"، والابعاد الاخرى، وغيرها من الامور ذات الاهمية الاساسية في معرفة كيفية بدء الكون وتشكله الى ما هو عليه الآن.

ويقول روبرت ايمار المدير الفرنسي لمركز سيرن ان "LHC سيغير نظرتنا الى العالم، ومهما كانت الاكتشافات التي سنخرج بها فالخلاصة ان ذلك سيزيد ادراك البشرية بشكل كبير من فهمنا لاصول الكون ونشأته".

ورفض العلماء في هذا المشروع الفريد من نوعه في العالم تحذيرات بعض المنتقدين من ان التجربة قد تخلق ثقوبا سوداء صغيرة ذات جاذبية عالية التركيز قد تمتص بقوتها الكرة الارضية برمتها.

يقول العلماء ان الانفجار الكبير وقع، في رأيهم نظريا، قبل نحو 15 مليار سنة، عندما انفجر جسم بحجم قطعة النقد المعدنية لها من الكثافة والحرارة ما لا يمكن وصفه او تخيله، وفي وسط من فراغ المادة، حيث بدأ بسرعة في التمدد والتوسع لتتكون النجوم وتظهر الكواكب، وبالتالي تنشأ الحياة، كما نعرفها، على الارض.

تنافس
من جانب آخر يقول علماء بريطانيون يعملون في اعمق منجم في بريطانيا انهم ربما تمكنوا من تحقيق تجربة اصغر من تجربة مركز سيرن، التي كلفت قرابة مليارات الدولارات.

ويقول العلماء البريطانيون انهم ربما سبقوا زملاءهم في المركز السويسري وبكلفة اقل بكثير من كلفة سيرن، وبنفق لا يزيد طوله على نصف كيلومتر، ولن يستغرق منهم اكثر من نصف الوقت الذي قد تستغرقه تجربة سيرن.

[وسيم أحمد الفلو]

Our understanding of the Universe is about to change...
The Large Hadron Collider (LHC) is a gigantic scientific instrument near Geneva, where it spans the border between Switzerland and France about 100 m underground. It is a particle accelerator used by physicists to study the smallest known particles – the fundamental building blocks of all things. It will revolutionise our understanding, from the minuscule world deep within atoms to the vastness of the Universe.

Two beams of subatomic particles called 'hadrons' – either protons or lead ions – will travel in opposite directions inside the circular accelerator, gaining energy with every lap. Physicists will use the LHC to recreate the conditions just after the Big Bang, by colliding the two beams head-on at very high energy. Teams of physicists from around the world will analyse the particles created in the collisions using special detectors in a number of experiments dedicated to the LHC.

There are many theories as to what will result from these collisions, but what's for sure is that a brave new world of physics will emerge from the new accelerator, as knowledge in particle physics goes on to describe the workings of the Universe. For decades, the Standard Model of particle physics has served physicists well as a means of understanding the fundamental laws of Nature, but it does not tell the whole story. Only experimental data using the higher energies reached by the LHC can push knowledge forward, challenging those who seek confirmation of established knowledge, and those who dare to dream beyond the paradigm.

[وسيم أحمد الفلو]

Accelerators were invented to provide energetic particles to investigate the structure of the atomic nucleus. Since then, they have been used to investigate many aspects of particle physics. Their job is to speed up and increase the energy of a beam of particles by generating electric fields that accelerate the particles, and magnetic fields that steer and focus them.

An accelerator comes either in the form of a ring (circular accelerator), where a beam of particles travels repeatedly round a loop, or in a straight line (linear accelerator), where the beam travels from one end to the other. A number of accelerators may be joined together in sequence to reach successively higher energies, as at the accelerator complex at CERN.

The main components of an accelerator include:

Radiofrequency (RF) cavities and electric fields – these provide acceleration to a beam of particles. RF cavities are located intermittently along the beam pipe. Each time a beam passes the electric field in an RF cavity, some of the energy from the radio wave is transferred to the particles.
Vacuum chamber – this is a metal pipe (also known as the beam pipe) inside which a beam of particles travels. It is kept at an ultrahigh vacuum to minimise the amount of gas present to avoid collisions between gas molecules and the particles in the beam.
Magnets – various types of magnets are used to serve different functions. For example, dipole magnets are usually used to bend the path of a beam of particles that would otherwise travel in a straight line. The more energy a particle has, the greater the magnetic field needed to bend its path. Quadrupole magnets are used to focus a beam, gathering all the particles closer together (similar to the way that lenses are used to focus a beam of light).
Collisions at accelerators can occur either against a fixed target, or between two beams of particles. Particle detectors are placed around the collision point to record and reveal the particles that emerge from the collision.

An accelerator at home
A cathode ray tube (CRT) television set has the basic features of CERN’s accelerators. A filament inside the glass vacuum tube of the television set acts as a source of particles. When the filament is heated, electrons are set free by the increase in energy. The electrons are accelerated and guided through the vacuum of the CRT by an electromagnetic field, generated by a coil of wires. The television screen acts as a particle detector. As the high-energy electrons hit the back of the screen, they are detected and made visible in the colour pixels that make up the image.

[وسيم أحمد الفلو]

The job of a particle detector is to record and visualise the explosions of particles that result from the collisions at accelerators. The information obtained on a particle's speed, mass, and electric charge help physicists to work out the identity of the particle.

The work particle physicists do to identify a particle that has passed through a detector is similar to the way someone would study the tracks of footprints left by animals in mud or snow. In animal prints, factors such as the size and shape of the marks, length of stride, overall pattern, direction and depth of prints, can reveal the type of animal that came past earlier. Particles leave tell-tale signs in detectors in a similar manner for physicists to decipher.

Modern particle physics apparatus consists of layers of sub-detectors, each specialising in a particular type of particle or property. There are 3 main types of sub-detector:

Tracking device – detects and reveals the path of a particle
Calorimeter – stops, absorbs and measures the energy of a particle
Particle identification detector – identifies the type of particle using various techniques


To help identify the particles produced in the collisions, the detector usually includes a magnetic field. A particle normally travels in a straight line, but in the presence of a magnetic field, its path is bent into a curve. From the curvature of the path, physicists can calculate the momentum of the particle which helps in identifying its type. Particles with very high momentum travel in almost straight lines, whereas those with low momentum move forward in tight spirals.

Tracking devices
Tracking devices reveal the paths of electrically charged particles through the trails they leave behind. There are similar every-day effects: high-flying airplanes seem invisible, but in certain conditions you can see the trails they make. In a similar way, when particles pass through suitable substances the interaction of the passing particle with the atoms of the substance itself can be revealed.

Most modern tracking devices do not make the tracks of particles directly visible. Instead, they produce tiny electrical signals that can be recorded as computer data. A computer program then reconstructs the patterns of tracks recorded by the detector, and displays them on a screen.

They can record the curvature of a particle's track (made in the presence of a magnetic field), from which the momentum of a particle may be calculated. This is useful for identifying the particle.

Muon chambers are tracking devices used to detect muons. These particles interact very little with matter and can travel long distances through metres of dense material. Like a ghost walking through a wall, muons can pass through successive layers of a detector. The muon chambers usually make up the outermost layer.

Calorimeters
A calorimeter measures the energy lost by a particle that goes through it. It is usually designed to entirely stop or ‘absorb’ most of the particles coming from a collision, forcing them to deposit all of their energy within the detector.

Calorimeters typically consist of layers of ‘passive’ or ‘absorbing’ high–density material (lead for instance) interleaved with layers of ‘active’ medium such as solid lead-glass or liquid argon.

Electromagnetic calorimeters measure the energy of light particles – electrons and photons – as they interact with the electrically charged particles inside matter.

Hadronic calorimeters sample the energy of hadrons (particles containing quarks, such as protons and neutrons) as they interact with atomic nuclei.

Calorimeters can stop most known particles except muons and neutrinos.

Particle identification detectors
Two methods of particle identification work by detecting radiation emitted by charged particles:

Cherenkov radiation: this is light emitted when a charged particle travels faster than the speed of light through a given medium. The light is given off at a specific angle according to the velocity of the particle. Combined with a measurement of the momentum of the particle the velocity can be used to determine the mass and hence to identify the particle.
Transition radiation: this radiation is produced by a fast charged particle as it crosses the boundary between two electrical insulators with different resistances to electric currents. The phenomenon is related to the energy of a particle and distinguishes different particle types.

[وسيم أحمد الفلو]

[hadid]

الله يستر شو عم بخرفو هيدول علماء الفيزياء يلي ما بيفهمو !!!
ماهيك يا نادر ؟؟

[وسيم أحمد الفلو]

أدى خلل في أجهزة المغناطيس الفائقة التبريد الخاصة بجهاز "صادم الهدرون الكبير" قرب مدينة جنيف بسويسرا إلى توقف الجهاز عن العمل.

ويمثل هذا الخلل أول اختبار جدي لمدى إمكانية النجاح في تنفيذ كل أجزاء مشروع محاكاة ما يعرف بالانفجار الكوني العظيم الذي يقوم به جهاز "صادم الهدرون الكبير".

ومن المرجح تأجيل الخطط الرامية إلى البدء في تهشيم الجزيئات داخل "صادم الهدرون الكبير" نتيجة الخلل الحاصل.

ويأتي هذا الخلل بعد مرور أسبوع على بدء تشغيل الجهاز العملاق وسط أجواء فرح عارمة انتابت جمهور العلماء المهتمين بدراسة كيفية نشوء الكون.

وتسبب الخلل في ارتفاع درجة حرارة نحو 100 من أجهزة المغناطيس الفائقة التبريد إذ وصلت إلى 100 درجة مئوية.

ويُشار إلى أن أجهزة المغناطيس الفائقة التبريد تحتاج إلى إبقاءها في 1.9 درجة مئوية أي فوق مستوى الصفر المطلق وذلك للسماح لها بتحريك حزم الجزئيات حول الدائرة الكهربائية.

واستدعى القائمون على المشروع أفراد مكافحة الحرائق بعدما تسرب طن من سائل الهيليوم إلى النفق الذي يحتضن مقر المنظمة الأوروبية للبحوث النووية بالقرب من جنيف.

ضرر
تتمثل الخطوة المقبلة في جعل حزم الجزئيات تصطدم ببعضها بعضا
ومن المقرر الإبقاء على جهاز "صادم الهدرون الكبير" معطلا خلال عطلة نهاية الأسبوع بينما سيعكف المهندسون على دراسة مدى الضرر الذي لحق بالجهاز.

وقال ناطق باسم المنظمة الأوروبية للبحوث النووية لبي بي سي إن ليس من الواضح بعد متى يمكن استئناف العمل في جهاز تسريع الجزئيات الذي كلف 6.6 مليارات دولار أمريكي.

وأضاف أن الخلل الذي لحق بالجهاز لا يمثل "خبرا جيدا"، لكن وقوع مشكلات فنية من هذا النوع لم تكن غير متوقعة خلال مراحل الاختبار.

ويُذكر أنه تم بنجاح إطلاق أول حزمة من الجزئيات تسمى البروتونات على امتداد مسافة 27 كيلومترا قبل أسبوع.

وتتمثل الخطوة المقبلة المهمة في تنفيذ مشروع محاكاة الانفجار الكوني العظيم في جعل الحزم تصطدم ببعضها بعضا لكن يبدو أن الخلل الحاصل أدى إلى استبعاد أي احتمال لتنفيذ هذه التجارب خلال الأسبوع المقبل على الأقل.

وحدث الخلل خلال الاختبار النهائي الذي أجري لآخر الدوائر الكهربائية في جهاز "صادم الهدرون الكبير".

[Nader 3:16]

ولك دووووووووووووووووووووووووووووووووووووووووووووووووو وووووووووووووووووووووووووووووووووووووووووووووووووع .......ما زبطت معن ..ما زبطت معن!!!.........!!...مارضي الانفجار يحكي معن!!!!...دووووووووووووع

[وسيم أحمد الفلو]

أعلن القائمون على تجربة محاكاة "الانفجار العظيم" قرب مدينة جنيف بسويسرا أنه سوف يتم إغلاق جهاز "صادم الهدرون الكبير" (lhc) " حتى ربيع العام المقبل، وذلك ريثما يفرغ المهندسون المختصون من معالجة العطل الذي وقع في المغناطيس الخاص بالجهاز.

وكان خلل فني قد وقع في التاسع عشر من الشهر الجاري في أجهزة المغناطيس الفائقة التبريد الخاصة بجهاز "صادم الهدرون الكبير ونجم عنه توقف الجهاز عن العمل، وذلك بسبب تسرب حوالي طن من الهيليوم إلى النفق الذي تجري فيه التجربة وطوله 27 كيلو مترا.

بداية الخلل
وقد وقع الخلل خلال الاختبار النهائي الذي أُجري على آخر الدوائر الكهربائية في جهاز "صادم الهدرون الكبير".

وقال المسؤولون إن الزمن اللازم لإتمام التحقيق بالمشكلة حال دون إعادة تشغيل الجهاز قبل فترة الصيانة الشتوية الروتينية للمختبر.

وفي بيان أصدره بمناسبة الإعلان عن إغلاق الجهاز، قال روبرت آيمار، المدير العام للمنظمة الأوروبية للأبحاث النووية (سيرن): "إنها لضربة نفسية قوية بلا شك أن يأتي الإغلاق مباشرة بعد البداية الناجحة للغاية لتشغيل جاز صادم الهدرون الكبير."

إلا أن آيمار أشاد في الوقت ذاته بالمهارة والجاهزية والاستعداد التي تحلى بها فريق عمله أثناء بناء جهاز تسريع الجزيئات.

صيانة شتوية
من جهة أخرى، قال المتحدث باسم سيرن لـ بي بي سي إنه لم يتضح في هذه المرحلة متى ستبدأ بالضبط عملية إعادة تشغيل الصادم في أعقاب الانتهاء من أعمال الصيانة الدورية الشتوية، والتي تُنفذ على مراحل من أجل توفير الأموال التي تُنفق على استهلاك الكهرباء التي يزداد الطلب عليها في فترات الذروة.

وقال المسؤولون إن هنالك عوامل عدة قد تؤثر على أمر تحديد متى ستتم إعادة افتتاح المختبر، بما في ذلك طقس الشتاء القارس والذي قد يطول.

أمَّا جيمس جيليس، مدير الاتصالات في سيرن، فقال: "نحن نبدأ عادة إعادة تأهيل وتتشغيل كامل سلسلة أجهرز المختبر حوالي أواخر مارس/آذار أو أوائل نيسان/أيار، ومعلوم أن جهاز صادم الهدرون الكبير يتوضع في الطرف الأخير من تلك السلسلة."

أولوية العمل

وأضاف جيليس قائلا: "سيستغرق منا الأمر فترة لنصب الأذرع والحزم في الجهاز، لكنني أعتقد أنه من الإنصاف القول إن مثل هذا الأمر سيشكل أولوية بالنسبة لنا مع بداية العمل في العام المقبل."

وقد مثل الخلل الذي أصاب "صادم الهدرون الكبير" قبل عدة أيام أول اختبار جدي لمدى إمكانية النجاح في تنفيذ كل أجزاء مشروع محاكاة الانفجار الكوني العظيم الذي يقوم به الجهاز.

وجاء الخلل بعد مرور تسعة أيام على بدء تشغيل الجهاز العملاق وسط أجواء فرح عارم لف حشد العلماء المهتمين بدراسة كيفية نشوء الكون.

وتسبب الخلل في ارتفاع درجة حرارة نحو 100 من أجهزة المغناطيس الفائقة التبريد، إذ وصلت حرارتها إلى 100 درجة مئوية.

الصفر المطلق
الزمن اللازم لإتمام التحقيق بالمشكلة حال دون إعادة تشغيل الجهاز قبل الصيانة الشتوية للمختبر
يُشار إلى أن أجهزة المغناطيس الفائقة التبريد تحتاج إلى إبقائها في جو حرارته 1.9 كيلفين (271- درجة مئوية)، أي فوق مستوى الصفر المطلق، وذلك للسماح لها بتحريك حزم الجزئيات حول الدائرة الكهربائية.

واستدعى القائمون على المشروع أفراد مكافحة الحرائق بعد تسرب الهيليوم إلى النفق الذي تجري فيه التجربة التي ستفوق كلفتها 6.6 مليارات دولار أمريكي.

يُذكر أنه تم عند بداية التجربة في العاشر من الشهر الجاري وبنجاح إطلاق أول حزمة من الجزئيات، وتسمى البروتونات، وذلك على امتداد النفق الذي يبلغ طوله 27 كيلومترا.

وتتمثل الخطوة المقبلة المهمة في تنفيذ مشروع محاكاة الانفجار الكوني العظيم بجعل حزم الجزيئات تصطدم ببعضها بعضا.

لكن يبدو أن الخلل الحاصل قضى على آمال العلماء بتنفيذ هذه التجارب قبل إصلاح الخلل العام المقبل، وبالتالي تمكنهم من الإجابة على الأسئلة المكبيرة التي طالما شغلت بالهم بشأن نشوء الكون.