آزمایشگاه LHC

برخورددهنده بزرگ هادرون (به انگلیسی: Large Hadron Collider) یا به طور مختصر ال‌اچ‌سی (LHC) یک شتاب‌دهنده ذره‌ای و برخورددهنده در سرن در نزدیکی ژنو سوئیس است. این پروژه در ۱۰ سپتامبر ۲۰۰۸ میلادی (۲۰ شهریور ۱۳۸۷ هجری شمسی) پس از ۲۰ سال آماده‌سازی، آغاز به کار کرد. هدف از ساختن آن شناخت اجرام ماده در حد فاصل ‎10 − 23 سانتیمتر، آزمون نظریه استاندارد ذرات، کشف اجزای یافت نشده مدل استاندارد، آزمون نظریه ابرتقارن و نظریه وحدت بزرگ است. از دیگر اهداف مهم این پروژه کشف ذره بنیادی هیگز است که فیزیکدانان ذرات بنیادی وجود آن را پیشگویی کرده‌اند. ذرهٔ هیگز یا بوزون هیگز دخیل در ایجاد جرم در ذرات بنیادی است.

در این آزمایشگاه، پروتون‌ها، در یک تونل ۲۶ کیلومتری شتاب گرفته و به اندازه ۱۴ تریلیون الکترون ولت انرژی می‌گیرند و به هم برخورد می‌کنند تا این برخورد، ردی از بوزون هیگز را نشان‌دهد. [۱]

این شتاب دهنده در تاریخ دهم سپتامبر 2008 راه اندازی شد ولی نه روز بعد به علت نقص فنی و بالا رفتن دمای آهنرباهای ابر رسانا که باید در دماهای پایین کار کنند متوقف شد. این شتاب دهنده بعد از 14 ماه وقفه در تاریخ 21 نوامبر 2009 مجدداً راه اندازی شد 

بامداد روز چهارشنبه، 10 سپتامبر (20 شهریور)، متخصصان LHC، واقع در مرز سوئیس و فرانسه، پرتوهای پر انرژی پروتونی را با سرعتی نزدیک به سرعت حرکت نور به دستگاه برخورد دهنده بزرگ هادرون (ال اچ سی)، بزرگترین دستگاه شتابدهنده ذره ای، وارد کردند.

صدها پژوهشگر از کشورهای مختلف از جمله از ایران در اجرای این آزمایش و بررسی نتایج به دست آمده از آن مشارکت دارند.

دستگاه ال اچ سی شامل تونلی مدور به طول بیست و هفت کیلومتر در عمق متوسط یکصد متری زیرزمین در مرز سوئیس و فرانسه است که بیش از هزار دستگاه مغناطیسی خم کننده در آن تعبیه شده است.  

آیا بشر موفق به کشف ذره خدا می شود ؟

این خم کننده ها باعث تنظیم جهت حرکت پرتوهای پروتونی می شوند به نحوی که این پرتوها مسیر دایره شکل تونل را طی کنند.

پس از مرحله اول تابش پرتوها، پرتوهای دیگری نیز به داخل تونل تابیده می شوند و این دو پرتو در مکان های خاصی در طول تونل با یکدیگر تلاقی می کنند.

این آزمایش با هدف به آزمون گذاشتن "الگوی استاندارد" مربوط به مبدا پیدایش کیهان از طریق تبدیل ذرات بدون جرم به ماده دارای جرم به اجرا گذاشته می شود.

براساس این فرضیه، فوتون ها، که بسته های انرژی بدون جرم هستند، از طریق "مکانیسم هیگز" به ذرات بنیادی دارای جرم - موسوم به ذره الهی - به ماده دارای جرم تبدیل می شوند اما تا کنون مشاهده این پدیده در آزمایشگاه امکانپذیر نبوده است.

ذرات بنیادی دارای جرم

تایید فرضیه تبدیل ذرات بدون جرم به ذرات دارای جرم، به منزله گامی مهم در پذیرش فرضیه انفجار بزرگ (مهبانگ یا بیگ بنگ) به عنوان مبداء پیدایش کائنات و تشکیل کهکشان ها و در نهایت، منظومه شمسی و کره زمین خواهد بود.  

پس از خاتمه آزمایش، دانشمندان برای یافتن ذرات دارای جرم، به بررسی مواد باقیمانده در محل برخورد پرتوهای متقابل خواهند پرداخت و انتظار می رود جمع آوری و تحلیل اطلاعات حاصل از این آزمایش شش ماه تا یک سال به طول انجامد.

پیتر هیگز، پژوهشگر هفتاد و نه ساله بریتانیایی و مبدع مکانیسم هیگز، گفته است که به اعتقاد وی، آزمایش سرن خواهد توانست وجود "ذره الهی" را نشان دهد.

طرح ساخت برخورد دهنده بزرگ هادرون Large Hadron Collider در اوایل دهه 1980 توسط سازمان اروپایی پژوهش هسته ای - سرن - مطرح شد تا برای این سئوال که چگونه ذرات بدون جرم می توانند دارای جرم شوند پاسخی بیابد.

این طرح سرانجام در سال 1996، با بودجه ای به مبلغ 2.6 میلیارد فرانک سوئیس به تصویب رسید و ساخت آن، با تاخیرهای مکرر و با بودجه ای تقریبا دو برابر تخمین اولیه، در سال جاری تکمیل شد.

سازمان اروپایی پژوهش هسته ای در سال 1954 توسط یازده کشور اروپایی برای تحقیقات پیرامون هسته اتم تشکیل شد اما به زودی به پژوهش در جنبه های دیگر فیزیک هسته ای و ذرات بنیادی نیز گرایش یافت.

در سال های بعد، شمار دیگری از کشورهای جهان به عنوان عضو اصلی یا ناظر در این سازمان پذیرفته شدند در حالیکه کشورهای دیگری، از جمله ایران، در تحقیقات مختلف این سازمان مشارکت داشته و از نتایج تحقیقات آن برخوردار می شوند