پنجشنبه ۱۷ اسفند ۱۳۸۵ - سال چهاردهم - شماره۴۲۲۵ - Mar 8, 2007
گفت وگو با نماينده جوان ايران در پروژه يافتن ذره هيگز
سه ايراني در سرن
حضور ايران در بزرگ ترين پروژه تحقيقاتي فيزيك
در جستجوي ذره گمشده
قرن ها پيش يكي از فلاسفه يونان باستان به اسم دموكريتوس نظريه اي داد كه مضمون آن اين بود كه وقتي اجسام را به قطعات كوچك تر تقسيم مي كنيم، سرانجام به جايي مي رسيم كه ديگر قابل تقسيم نيست. دموكريتوس اسم اين ذره بنيادي را اتم گذاشت. پيشرفت هاي علم شيمي پس از دوران تاريكي در اروپا به خصوص كارهاي لاوازيه باعث شد كه دوباره اين نظريه زنده شود و سرانجام جان دالتون بود كه در قرن 19 همه آن چه كه در مورد اتم ها به عنوان بنيادي ترين جز طبيعت مي دانستيم را در نظريه اي واحد جمع وجور كرد. اما دانشمندان هر روز عناصر جديدتري را كشف مي كردند و اتم ها آن قدر زياد شدند كه بعيد به نظر مي رسيد آنها اجزاي سازنده طبيعت باشند. همزمان با اين وقايع، كشفيات جديد دانشمندان نشان مي داد كه احتمالاً خود اتم ها اجزاي سازنده كوچك تري دارند و به اين ترتيب، الكترون و هسته كشف شد.
همزمان با پيشرفت فيزيك ذرات تجربي ، با ساختن شتاب دهنده هاي بزرگ تر، فيزيك ذرات نظري هم به پيشرفت هاي عظيمي نايل شد. اوايل، شتاب دهنده ها جنگلي از ذرات بنيادي را پيدا كرده بودند كه تعدادشان حتي از اتم ها هم بيشتر بود. اما اوضاع اين گونه نماند. فيزيكدانان نظريه پرداز با استفاده از مكانيك كوانتومي (نظريه ميدان هاي كوانتومي) توانستند سروساماني به اين جنگل بدهند و انواع ذرات را در يك نظريه زيبا به نام مدل استاندارد ذرات بنيادي طبقه بندي كردند. نظريه مدل استاندارد بدون شك در كنار شاهكارهايي مثل نقاشي موناليزاي داوينچي يا مجسمه داوود ميكل آنژ يا بناي اهرام مصر يكي از بزرگ ترين و زيباترين ساخته هاي دست بشر است و نماد عظمت و شكوه عقلانيت بشر مدرن در كشف دنياي اطرافش.
در مدل استاندارد، ذرات بنيادي به دو دسته تقسيم مي شوند: بوزون ها كه حامل نيرو هستند و فرميون ها كه مواد از آنها تشكيل شده. فرميون ها خودشان دو دسته اند: كوارك ها و لپتون ها. مثلاً الكترون يك لپتون است و بنيادي است، اما پروتون از 3 كوارك درست شده است. فوتون (ذرات تشكيل دهنده نور) نوعي بوزون است كه حامل نيروي الكترومغناطيسي است.
يكي از عميق ترين و رازآلودترين اسرار طبيعت اين است كه اجسام و ذرات جرم خود را از كجا به دست مي آورند. سال هاي سال نظر متعارف در ميان فيزيكدانان اين بود كه چيزي كه از آن با عنوان ميدان هيگز ياد مي شود و به وسيله ذره اي موسوم به بوزون هيگز توليد مي شود، مسئول بروز جرم در اجسام است. البته به رغم هزينه و زمان و استفاده زيادي كه از دستگاه هاي شتاب دهنده شده، هنوز هيچ كس بوزون هيگز را در آزمايشگاه يا در عرصه كيهان پيدا نكرده است.
براي پيداكردن ذره هيگز بايد شتاب دهنده اي داشته باشيم كه بتواند به ذرات انرژي زيادي بدهد كه آنها پس از برخورد با هم بتوانند هيگز را آشكار كنند. اين شتاب دهنده، برخورددهنده بزرگ هادروني (LHC) ناميده مي شود كه در يك پروژه تحقيقاتي بزرگ كه گفته مي شود بزرگ ترين و مهم ترين پروژه بنيادي فيزيك در دنياست، در كشور سوييس در حال تكميل است. هفته پيش، اين پروژه وارد مرحله جديدي شد و يكي از قسمت هاي اصلي LHC كه سازه اي بسيار عظيم بود، به محل اصلي اش در تونل منتقل شد. كشورمان هم در اين پروژه همكاري دارد. به اين بهانه، با يكي از فيزيكدانان جوان كشورمان كه به نمايندگي از كشور ما در پروژه LHC حضور دارد، به گفت وگو نشسته ايم.
016617.jpg
016626.jpg
016629.jpg
مهدي صارمي فر
msaremif@hamshahri.org


براي كشف هسته اتم، لرد رادرفورد، در دهه اول قرن بيستم دستگاهي ساخت كه در آن ذرات باردار را در ميدان الكتريكي قرار داد. اين ذرات شتاب گرفتند و به ورقه نازكي از طلا كوبيده شدند و مشخص شد كه تمام جرم اتم هاي طلا در مركز آن قرار دارد و به اين ترتيب، هسته اتم كشف شد. اسم اين دستگاه را شتاب دهنده گذاشتند. از آن زمان تا حالا، شتاب دهنده ها ذرات زيراتمي زيادي را كشف كرده اند. براي آزمايش هاي خيلي بزرگ، نياز هست كه ذراتي كه شتاب مي گيرند به سرعت هاي بسيار بالايي در حدود سرعت نور برسند. براي ذرات سنگين تر از الكترون رسيدن به چنين سرعتي در يك مسير صاف، خيلي به صرفه نيست. براي همين شتاب دهنده ها را به صورت دايره هاي بزرگي مي سازند.
ذره هيگز در دهه 1970 به افتخار فيزيكدان انگليسي پيتر هيگز نامگذاري شده. طبيعت را 4 نيروي بنيادي مي گردانند كه عبارت اند از: گرانش، الكترومغناطيس، هسته اي ضعيف و هسته اي قوي. فيزيكدانان سال هاست دنبال نظريه اي مي گردند كه اين 4 نيرو را در قالب يك نيرو توجيه كند. در نظريه، ذره هيگز، نيروي الكترومغناطيس و نيروي ضعيف هسته اي را به هم پيوند مي زند و يكي مي سازد.براي پيداكردن ذره هيگز بايد شتاب دهنده اي داشته باشيم كه بتواند به ذرات انرژي زيادي بدهد كه آنها پس از برخورد با هم بتوانند هيگز را آشكار كنند. شتاب دهنده هاي فعلي قادر به توليد اين ميزان انرژي نيستند (غير از تواترون در آمريكا). براي همين از سال 2000 شتاب دهنده LEP در سرن تعطيل شد تا در آن تجهيزات جديدي قرارداده شود و شتاب دهنده بزرگ تري ساخته شود. اين شتاب دهنده، برخورددهنده بزرگ هادروني يا به اختصار LHC ناميده مي شود. اين آزمايشگاه در نزديكي شهر ژنو؛ در مرز سوييس و فرانسه در زير زمين در حال احداث است. در اين آزمايشگاه، پروتون ها، در يك تونل ??كيلومتري شتاب گرفته و به اندازه ??تريليون الكترون ولت انرژي مي گيرند و به هم برخورد مي كنند تا اين برخورد، ردي از هيگز را به ما نشان دهد. LHC مراحل پاياني خود را مي گذراند. هفته پيش، يكي از قسمت هاي اصلي LHC كه سازه اي بسيار عظيم بود، به محل اصلي اش در تونل منتقل شد. اين عمليات بسيار وقت گير و حياتي بود به طوري كه بعد از آن مي توان گفت كه قسمت هاي اصلي LHC آماده شده است. جالب است بدانيد كه كشورمان هم در اين پروژه همكاري دارد. دكتر حسام ارفعي، استاد دانشگاه صنعتي شريف و تعدادي از همكاران و دانشجويانشان در اين پروژه همكاري دارند. به اين بهانه با يكي از فيزيكدانان جوان كشورمان كه عضو تيم EP در پروژه LHC است به گفت وگو نشسته ايم. دكتر سعيد پاك طينت، فارغ التحصيل فيزيك شريف و عضو تيم آزمايش CMS در LHC است كه مهم ترين آزمايش براي پيداكردن ذره هيگز است.
* هفته گذشته يكي از قسمت هاي مهم LHC نصب شد. اين قطعه چه چيزي است و به چه دردي مي خورد؟
- اين يكي از قسمت هاي اصلي سولنوئيد آزمايش CMS بود كه به سالن اصلي كه براي آن در نظر گرفته بودند منتقل شد. CMS يكي از 2 تا آزمايش اصلي اين آزمايشگاه هست. آزمايش ديگر اسمش ATLAS است.
* اين قطعه خيلي بزرگ بود و انتقالش بسيار مشكل بود. چرا آن را در همان جا نساختيد؟
- مي خواستند هم زمان هم تالار اصلي را بسازند و هم قطعه هاي اصلي آزمايش CMS را. براي همين آنها را روي زمين، قطعه قطعه ساختند و بعد به آزمايشگاه منتقل كردند.
* CMS چند قطعه هست؟
- 15 قطعه اصلي كه به 100 متري زيرزمين منتقل شود.
* اين قطعه ظاهراً خيلي اهميت حياتي براي اين آزمايش دارد.
- بله. اين قسمت مركزي CMS است كه يك مغناطيس ابررسانايي و يك ردياب براي دنبال كردن مسير ذرات بنيادي و يك گرماسنج الكترومغناطيسي در آن قرار مي گيرد.
* برنامه CMS كي اجرا مي شود؟
- قرار است كه در اكتبر 2007 يعني 10 مهر امسال LHC شروع كند به برخورد دادن ذرات با هم و داده ها استخراج شود. اما اين راه اندازي آزمايشي است و مي خواهيم ببينم كه دستگاه كار مي كند يا نه.
* برنامه اصلي براي پيدا كردن هيگزكي اجرا مي شود؟
- داده فيزيكي كه ما انتظار داريم، اواسط سال 2008 به دست مي آيد.
* اين تاريخ براي هر دو تا آزمايش هست؟ هم ATLAS و هم CMS؟
- بله اين دو تا آزمايش بايد هم زمان انجام شود. اين آشكارسازها انواع ذرات را همزمان آشكار مي كنند. منتها ساختار آنها با هم فرق دارد. براي همين همزمان 2 تا آزمايش با دو تا تكنولوژي متفاوت با هم انجام مي شود تا اگر يكي از اين آشكارسازها اين ذرات را كشف كرد، ديگري هم نتيجه را تاييد كند. فقط هيگز و ابرتقارن هم نيست. اگر نظريه ريسمان علامتي در انرژي هاي پايين داشته باشد، مي توان آن را در اينجا ديد.
* غير از اين 2 تا، 2 آزمايش ديگر هم در LHC هست.
- كلاً 4 آزمايش هست. غير از ATLAS و CMS دوتاي ديگر هست LHCb وديگري ALICE كه اولي قرار است به شكست تقارن نگاه كند و دومي به نتيجه برخورد يون هاي سنگين مي پردازد. يعني هسته هاي طلا يا سرب را به هم مي كوبند و نتيجه را مطالعه مي كند.
* نتيجه چنين برخوردي چيست؟
- اثر برخورد،توده اي از كوراك و گلوئون است كه به آن كوراك گلوئون پلاسما مي گويند. در آزمايش ALICE اين را بررسي مي كنند.
* مي شود گفت كه LHC بزرگترين آزمايش علمي تمام تاريخ بوده؟ از لحاظ حجم نيرو، هزينه و اندازه؟
- [خنده] خوب ما كه نمي توانيم چنين حرفي بزنيم چون ممكن است يكي ديگر در جايي ديگر ادعا كند كه آزمايش من مهمتر است. الان سؤال مهم در فيزيك ذرات بنيادي، پيدا كردن هيگز است. LHC مي تواند جواب اين سؤال را بدهد. آن چيزي را كه فعلاً ما دنبالش هستيم را پيدا مي كند. اما اين كه گفتيد بزرگترين آزمايش علمي هست را از استادم نقل قول مي كنم كه...
* كي؟
- تزيانو كميروسي، يك فيزيكدان ايتاليايي در سرن. ايشان مي گفت كه پروژه LHC قابل مقايسه است با پروژه تونل مانش. از لحاظ عظمت.
* چند نفر در اين آزمايش همكاري مي كنند؟
- چيزي حدود 4000 فيزيكدان.
* كل تيم چند نفر است؟
- حدود 10 هزار نفر.
* چند تا كشور؟
- حدود 40 كشور.
* ايران اين وسط چي كار مي كند؟ ظاهراً بعضي از قطعات LHC در كارخانه هپكو توليد شده است.
- قرارداد همكاري ايران 2 قسمت است. يكي فرستادن دانشجو براي آزمايش و مطالعه مسائل فيزيكي و قسمت ديگر اين بود كه ايران بايد چيزهايي را براي LHC مي ساخت.چيزهايي كه ايران ساخت خيلي بزرگ نبودند. اما تا حدودي ظريف بود و نياز به نظارت خودشان هم بود. چندين بار تيم هاي سرن به ايران آمدند تا به مراحل ساخت اين دستگاهها نظارت داشته باشند.
* چه بودند؟
- يكي شان يك ميز بود كه خيلي دقيق بود و بايد بار زيادي را تحمل مي كرد. و ديگري پوششي بود براي قسمتي از آشكارساز كه يكي در كارخانه هپكو ساخته شد و ديگري در تانك سازي دورود اصفهان.
* نتيجه كار چه بود؟
- من در سوئيس بودم كه اين قطعات رسيد. و من از خودشان شنيدم كه خيلي خوششان آمده است. اتفاقاً جايزه اي هم به هپكو دادند به خاطر كيفيت بالاي چيزي كه ساخته بودند. يك مهندس هلندي بود كه روي ساخت اين قطعات نظارت مي كرد. اين قطعه ها هم نارنجي بود. وقتي بهش گفتيم كه چرا اينها را رنگ نارنجي زديد، گفت ايراني ها مي خواستند سبز و سفيد و قرمز بزنند اما بالاخره نارنجي شد كه رنگ تيم  ملي فوتبال ماست!
* چند تا ايراني آنجا هستند؟
- 3 تا دانشجوي دكترا و استادان اردلان و ارفعي و منصوري كه بيشتر مسئوليت هاي مديريتي دارند. دكتر ارفعي بيشتر دخيل هستند.
* تيم LHC مي تواند با كشف هيگز جايزه نوبل فيزيك را ببرد؟
- خوب نوبل يك خورده سياسي هم هست. سال 1995 كوارك t كشف شد ولي تا حالا جايزه نوبل به آن نداده اند.

اخبار كوتاه
بودجه نداريم، جلوي سنگهاي آسماني را بگيريم
ناسا اعلام كرد اين سازمان فناوري لازم براي شناسايي تقريباً تمام سنگ هاي آسماني كه ممكن است به زمين بخورند را دارد ولي بودجه لازم براي پيشبرد اين برنامه را ندارد و نمي تواند آن را عملي كند. هزينه شناسايي دست كم 90درصد از سنگ هاي آسماني كه تا سال 2020خطر برخورد به زمين را خواهند داشت حدود يك ميليارد دلار خواهد بود.
موبايل صاحبش را مي شناسند
به گزارش گروه خبري GSM، نرم افزار تشخيص چهره كه براي دوربين هاي موبايل طراحي شد. اين نرم افزار كه Face Tracker نام دارد يك تحول عظيم در تكنولوژي عكسبرداري ديجيتالي مي تواند باشد. اين نرم افزار چهره شخص يا شيء مورد نظر را در حين عكسبرداري در 30 فريم در ثانيه تشخيص داده و قابليت تنظيمات رنگ و نور و زوم را دارد. همچنين اين نرم افزار مي تواند به طور همزمان تا 8 تصوير را شناسايي و ضبط كند.
چين در ماه
چين اولين ماهواره اكتشافات قمري خود موسوم به Chage I را در نيمه دوم سال 2007 پرتاب خواهد كرد. اين ماهواره را يك موشك حامل Log March 3A به فضا پرتاب مي كند. اين ماهواره قرار است تصاوير سه بعدي از سطح ماه بگيرد، انتشار 14 عنصر قابل استفاده بر روي ماه را مورد بررسي قرار دهد، بر روي ميكرو امواج قمري مطالعه كند و بالاخره ضخامت خاك روي ماه را تخمين بزند.
اطلاعات الكترونيكي سه ميليون برابر همه كتاب ها
تا سال 2010 بالغ بر 988 ميليارد گيگابايت اطلاعات توسط كاربران شخصي و تجاري در سراسر جهان توليد خواهد شد. اين رقم تقريباً معادل 3 ميليون برابر اطلاعاتي است كه در تمامي كتب چاپ شده در تاريخ ارايه شده و معادل 12 توده عظيم از كتاب است كه هريك بيش از 93 ميليون مايل ارتفاع داشته باشند!

دانش فناوري
اجتماعي
ادب و هنر
اقتصادي
بـورس
حوادث
بين الملل
سياسي
سلامت
شهري
صفحه آخر
همشهري ضميمه
|  اجتماعي   |   ادب و هنر   |   اقتصادي   |   دانش فناوري   |   بـورس   |   حوادث   |   بين الملل   |   سياسي   |  
|  سلامت   |   شهري   |   صفحه آخر   |  
|   صفحه اول   |   آرشيو   |   شناسنامه   |   چاپ صفحه   |