درون شتاب‌دهنده، 2 باریکه از ذرات که با سرعتی نزدیک به سرعت نور و انرژی بسیار زیاد حرکت می‌کنند به هم برخورد می‌کنند. 2 باریکه در 2 جهت مخالف در 2 مسیر جداگانه ـ که هر دو در خلأ بسیار بالا نگه داشته شدهاند- حرکت می‌کنند. باریکه‌ها به وسیله یک میدان مغناطیسی قوی که با الکترومغناطیس‌های ابررسانا ایجاد می‌شود، درون حلقه شتاب‌دهنده هدایت می‌شوند. این آهنرباهای الکتریکی از سیم‌پیچ‌هایی با کابل‌های الکتریکی مخصوص ساخته شدهاند که می‌توانند در شرایط ابررسانایی کار كرده و با راندمان بالا جریان الکتریکی را بدون مقاومت و اتلاف انرژی هدایت کنند. برای فراهم شدن این شرایط لازم است مغناطیس‌ها تا دمای 271- درجه سانتیگراد سرد شوند. این دما حتی از دمای فضای خالی بین ستاره‌ها نیز کمتر است. لازم است بخش بزرگی از شتاب‌دهنده به سیستم توزیع هلیوم مایع متصل باشد. هزاران مغناطیس از انواع و اندازه‌های گوناگون برای هدایت باریکه‌ها دور تا دور شتاب‌دهنده به کار می‌روند. این مغناطیس‌ها شامل یکهزار و۲۳۲ دوقطبی مغناطیسی به طول ۱۵ متر هستند که برای خم کردن باریکه‌ها استفاده می‌شوند. برای متمرکز کردن باریکه‌ها ۳۹۲ چهارقطبی مغناطیسی هرکدام به طول ۵ تا ۷ متر به کار گرفته می‌شوند. درست قبل از برخورد، نوع دیگری از مغناطیس‌ها ذرات را به هم نزدیک‌تر می‌کند تا احتمال برخورد بیشتر شود. ذرات بسیار کوچک هستند و تلاش برای برخورد دادن آنها با هم مثل این است که بخواهیم 2سوزن را از فاصله ۱۰ کیلومتری طوری به سمت هم پرتاب کنیم که در میانه راه به هم برخورد کنند! همه سیستم‌های کنترلی شتاب‌دهنده و زیرساخت‌های تکنیکی آن در یک نقطه در مرکز کنترل سرن جمع شدهاند. از اینجا برخورد باریکه‌های درون LHC در ۴نقطه دور تا دور شتاب‌دهنده، محل آشکارسازهای ذرات، کنترل می‌شوند.
ترین‌های دنیا در LHC
بزرگ‌ترین وسیله دنیا: اندازه دقیق محیط شتاب‌دهندهLHC با مجموع 9 هزار و۳۰۰ مغناطیس در داخل آن برابر است با 26 هزار و ۶۵۹ متر. برای شکستن رکورد بزرگ‌ترین دستگاه‌ها در دنیا لازم نیست سراغ خود شتاب‌دهنده برویم، حتی یکی از 8 بخش سیستم خنک‌کننده موجود درLHC از بزرگ‌ترین خنک‌کننده‌های دنیا بزرگ‌تر است. همه آهنرباهای دستگاه باید قبل از شروع کار تا دمای ۱۹۳/۲- درجه سانتیگراد که معادل ۸۰ کلوین است، سرد شوند. برای انجام این کار به 10 هزار و۸۰ تن نیتروژن نیاز است. پس از آن لازم است در حین انجام آزمایش دمای آهنرباها تا حدود ۲۷۱/۳- درجه سانتیگراد (۱/۹ کلوین) پایین آورده شود. ۶۰ تن هليوم می‌تواند این کار را انجام دهد.
سریع‌ترین گردش روی سیاره: وقتی شتاب‌دهنده با تمام توان خود کار کند، میلیاردها پروتون حلقه LHC با ۹۹/۹۹ درصد سرعت نور خواهند چرخید، این یعنی در هر ثانیه 11 هزار و ۲۴۵ بار حلقه را دور می‌زنند. 2 باریکه پروتونی که هر کدام با حداکثر انرژی TeV۷ (ترا-الکترون ولت) حرکت می‌کنند، در یک برخورد سر به سر انرژی ۱۴ ترا- الکترون ولت تولید خواهند کرد. در مجموع حدود ۶۰۰ میلیون برخورد در هر ثانیه صورت می‌گیرد.
خالی‌ترین فضا در منظومه شمسی: برای جلوگیری از برخورد ذرات با مولکول‌های گاز، خلأ بسیار بالایی درون شتاب‌دهنده ایجاد شده است. شتاب‌دهنده فضایی است که مثل فضای بین‌ستاره‌ای خالی است. فشار داخل محفظه LHC حدود 13-10 atm است که ۱۰ برابر کمتر از فشار جو ماه است!
داغ‌ترین نقطه در کهکشان اما سردتر از فضای بین‌ستاره‌ای: LHC وسیله‌ای است که سردترین و گرم‌ترین دماها در آن اتفاق می‌افتند. وقتی 2 باریکه پروتونی با هم برخورد می‌کنند، دمایی بیشتر از یکصد هزار برابر مرکز خورشید تولید می‌کنند که در فضای بسیار کوچکی متمرکز شده است. در مقابل سیستم سرمایشی که هلیوم ابرشاره را گرداگرد حلقه شتاب‌دهنده می‌گرداند، LHC را در دمای ابرسرد ۲۷۱/۳- سانتیگراد (۱/۹ کلوین) نگه می‌دارد که حتی از فضای خالی بین‌ستاره‌ای هم سردتر است!
بزرگ‌ترین آشکارسازهایی که تاکنون ساخته شده است: فیزیکدان‌ها و مهندسان برای نمونه‌گیری و ثبت نتایج ۶۰۰ میلیون برخورد پروتونی در ثانیه، دستگاه‌های بسیار بزرگی ساختند که با دقت میکرون می‌تواند اندازه‌گیری کند. آشکارسازهای LHC سیستم‌های شلیک الکترونیکی دارند که می‌توانند زمان ردشدن یک ذره را با دقت کسری از یک‌میلیاردم ثانیه اندازه بگیرند. این سیستم‌ها می‌توانند مکان ذرات را هم با دقت یک‌میلیونیم متر مشخص کنند. این واکنش سریع و دقیق الزامی است تا بتوانیم مطمئن باشیم ذره‌ای که در لایه‌های موفقیت‌آمیز آشکارساز ثبت شده، دقیقا همانی است که فکر می‌کنیم نه
هیچ ذره دیگری.
قدرتمندترین ابررایانه جهان: LHC هر سال ۱۵پتابایت (۱۵ میلیون گیگابایت) اطلاعات تولید می‌کند یعنی حدود ۱/۷ میلیون DVD دولایه. هزاران دانشمند در سراسر جهان به این اطلاعات نیاز دارند، بنابراین CERN با همکاری موسساتی در ۳۳ کشور دنیا از جمله پژوهشگاه دانش‌های بنیادی در کشورمان ایران، شبکه‌ای به نام «گرید» برای نگهداری و پردازش اطلاعات ایجاد کرده است. اطلاعات آزمایش‌های مختلف LHC بعد از ضبط شدن روی نوار مغناطیسی در 11 مرکز کامپیوتر در 11 کشور توزیع می‌شود. این مراکز رده اول، اطلاعات را برای بررسی و تحلیل بین ۱۲۰ مرکز رده دوم تقسیم می‌کنند. فیزیکدان‌ها در کشورهای مختلف می‌توانند در محل کارشان به اطلاعات LHC دسترسی داشته باشند و در ۱۵ سال آینده (طول عمر تخمینی( LHC) در پردازش آنها مشارکت کنند. ده‌ها هزار کامپیوتر در نقاط مختلف جهان به هم متصل شدهاند و شبکه‌ای به وجود آورده‌اند که گرید « Grid» نامیده می‌شود.
چرا LHC مهم است؟
6 آزمایش مختلف در LHC انجام می‌شود. هر کدام از این آزمایش‌ها ممکن است به یکی از سوالات بی‌جواب ما جواب بدهند یا حداقل راهی برای جواب دادن پیدا کنند. هر آزمایش یک آشکارساز دارد. آشکارسازهای ATLAS، CMS، ALICE و LHCB در 4 فضای زیرزمینی دور حلقه LHC قرار گرفته‌اند. آشکارساز آزمایش TOTEM در نزدیکی تاسیسات مربوط به آشکارساز CMS و آشکارساز آزمایش LHCF نزدیک آشکارساز ATLAS قرار دارد.
چند سؤال بی‌جواب
LHC ساخته شده تا به دانشمندان کمک کند به سوال‌های کلیدی فیزیک ذرات پاسخ دهند و حتی شاید نتایج غیرمنتظره‌ای تولید کند که تا به حال کسی به آنها فکر نکرده است. طی چند دهه گذشته فیزیکدان‌ها تلاش کرده‌اند ذرات بنیادی‌که عالم را می‌سازند و واکنش‌های میان آنها را بهتر و بهتر توصیف کنند. همه این اطلاعات در «مدل استاندارد» فیزیک ذرات خلاصه شدهاند، اما این مدل شکاف‌هایی دارد و شامل تمام داستان نیست. برای پرکردن این شکاف‌ها اطلاعات تجربی و آزمایشگاهی لازم است و LHC گام بعدی در این راه است.
کار ناتمام نیوتن
جرم از کجا آمده است؟ چرا ذرات بنیادی وزن دارند و چرا بعضی از آنها جرم ندارند؟ تا به حال هیچ جواب قابل قبولی برای این سوال‌ها پیدا نشده است. تنها توجیه محتمل ممکن است در هیگز بوزون نهفته باشد؛ یک ذره کشف نشده که برای سازگاری مدل استاندارد لازم است كه نخستین‌‌بار در ۱۹۶۴ وجود آن را فرض کرده‌اند و تا امروز کسی آن را مشاهده نکرده است. آزمایش‌های ATLAS و CMS قرار است به دنبال این ذره بازیگوش فراری بگردند.
یک مشکل نامرئی
هر چیزی که در عالم می‌بینیم، از یک مورچه تا یک کهکشان، از ذرات عادی ساخته شده است که به مجموعه آنها ماده می‌گوییم و 4 درصد عالم را می‌سازند. فیزیکدان‌ها معتقدند «ماده و انرژی تاریک» بقیه عالم را پرکرده‌اند اما آشکارسازی و مطالعه آنها بویژه به خاطر نیروهای گرانشی بسیار مشکل است. بررسی طبیعت ماده و انرژی تاریک یکی از مهم‌ترین چالش‌های فیزیک ذرات بنیادی و کیهان‌شناسی است. آزمایش‌های ATLAS و CMS قرار است برای بررسی درستی فرضیه‌هایی که چگونگی ایجاد ماده تاریک را توضیح می‌دهند به دنبال ذرات ابرمتقارن بگردند.
ترجیح طبیعت
ما در عالمی ساخته شده از ماده زندگی می‌کنیم. همه چیز در عالم، از جمله خود ما، از ماده ساخته شده. «پادماده» شبیه یک نسخه دوقلو از ماده است با بار الکتریکی برعکس. در لحظه تولد عالم باید مقدار مساوی ماده و پادماده در «انفجار بزرگ» تولید شده باشد اما وقتی ذرات ماده و پادماده به هم می‌رسند، یکدیگر را نابود می‌کنند و به انرژی تبدیل می‌شوند. به دلیلی مقداری ماده از این برخوردها در امان مانده و دنیایی را که ما در آن زندگی می‌کنیم ساخته، اما چیز زیادی از پادماده باقی نمانده است. چرا طبیعت ماده را به پادماده ترجیح داده است؟ آزمایش LHCB قرار است برای پاسخ دادن به این سوال به دنبال تفاوت‌های ماده و پادماده بگردد. تجربیات قبلی تفاوت‌های رفتاری کوچکی بین ماده و پادماده نشان داده‌اند، اما هنوز اطلاعات برای توجیه این عدم تعادل آشکار کافی نیست.
اسرار انفجار بزرگ
فیزیکدان‌ها معتقدند ماده از مخلوط داغ و چگالی از ذرات بنیادی ایجاد شده است. امروز ماده عادی عالم از اتم‌ها ساخته شده است.
اتم شامل یک هسته است که ترکیبی از پروتون‌ها و نوترون‌هاست که آنها هم از «کوارک‌ها» ساخته شدهاند که به‌وسیله ذراتی به نام «گلوئون» به هم متصل شدهاند. این اتصال‌ها بسیار قوی هستند اما لحظات آغاز عالم باید گرم‌تر از آن بوده باشد که گلوئون‌ها بتوانند کوارک‌ها را کنار هم نگه دارند. به نظر می‌رسد در چند میکروثانیه بعد از انفجار بزرگ جهان مخلوط داغ و چگالی از کوارک‌ها و گلوئون‌ها، که به آن پلاسمای کوارک-گلوئون می‌گوییم، بوده است.
آزمایش ALICE قرار است با استفاده از LHC شرایطی شبیه شرایط بعد از انفجار بزرگ ایجاد کند بویژه برای بررسی خواص پلاسمای کوارک- گلوئون.
جهان‌های مخفی
اینشتین نشان داد 3 بعد فضا به زمان مربوطند. تئوری‌های بعدی مثل «نظریه ریسمان» پیشنهاد کردند که فضا ممکن است «بعدهای مخفی» داشته باشد. این ابعاد ممکن است در انرژی‌های خیلی بالا قابل مشاهده و آشکارسازی باشد. اطلاعات همه آشکارسازها به دقت برای یافتن نشانه‌ای از این ابعاد جست‌وجو خواهند شد.
همه آنچه باید درباره LHC بدانید!
LHC چگونه کار می‌کند؟
درون شتاب‌دهنده، 2 باریکه از ذرات که با سرعتی نزدیک به سرعت نور و انرژی بسیار زیاد حرکت می‌کنند به هم برخورد می‌کنند. 2 باریکه در 2 جهت مخالف در 2 مسیر جداگانه ـ که هر دو در خلأ بسیار بالا نگه داشته شدهاند- حرکت می‌کنند. باریکه‌ها به وسیله یک میدان مغناطیسی قوی که با الکترومغناطیس‌های ابررسانا ایجاد می‌شود، درون حلقه شتاب‌دهنده هدایت می‌شوند. این آهنرباهای الکتریکی از سیم‌پیچ‌هایی با کابل‌های الکتریکی مخصوص ساخته شدهاند که می‌توانند در شرایط ابررسانایی کار كرده و با راندمان بالا جریان الکتریکی را بدون مقاومت و اتلاف انرژی هدایت کنند. برای فراهم شدن این شرایط لازم است مغناطیس‌ها تا دمای 271- درجه سانتیگراد سرد شوند. این دما حتی از دمای فضای خالی بین ستاره‌ها نیز کمتر است. لازم است بخش بزرگی از شتاب‌دهنده به سیستم توزیع هلیوم مایع متصل باشد. هزاران مغناطیس از انواع و اندازه‌های گوناگون برای هدایت باریکه‌ها دور تا دور شتاب‌دهنده به کار می‌روند. این مغناطیس‌ها شامل یکهزار و۲۳۲ دوقطبی مغناطیسی به طول ۱۵ متر هستند که برای خم کردن باریکه‌ها استفاده می‌شوند. برای متمرکز کردن باریکه‌ها ۳۹۲ چهارقطبی مغناطیسی هرکدام به طول ۵ تا ۷ متر به کار گرفته می‌شوند. درست قبل از برخورد، نوع دیگری از مغناطیس‌ها ذرات را به هم نزدیک‌تر می‌کند تا احتمال برخورد بیشتر شود. ذرات بسیار کوچک هستند و تلاش برای برخورد دادن آنها با هم مثل این است که بخواهیم 2سوزن را از فاصله ۱۰ کیلومتری طوری به سمت هم پرتاب کنیم که در میانه راه به هم برخورد کنند! همه سیستم‌های کنترلی شتاب‌دهنده و زیرساخت‌های تکنیکی آن در یک نقطه در مرکز کنترل سرن جمع شدهاند. از اینجا برخورد باریکه‌های درون LHC در ۴نقطه دور تا دور شتاب‌دهنده، محل آشکارسازهای ذرات، کنترل می‌شوند.
ترین‌های دنیا در LHC
بزرگ‌ترین وسیله دنیا: اندازه دقیق محیط شتاب‌دهندهLHC با مجموع 9 هزار و۳۰۰ مغناطیس در داخل آن برابر است با 26 هزار و ۶۵۹ متر. برای شکستن رکورد بزرگ‌ترین دستگاه‌ها در دنیا لازم نیست سراغ خود شتاب‌دهنده برویم، حتی یکی از 8 بخش سیستم خنک‌کننده موجود درLHC از بزرگ‌ترین خنک‌کننده‌های دنیا بزرگ‌تر است. همه آهنرباهای دستگاه باید قبل از شروع کار تا دمای ۱۹۳/۲- درجه سانتیگراد که معادل ۸۰ کلوین است، سرد شوند. برای انجام این کار به 10 هزار و۸۰ تن نیتروژن نیاز است. پس از آن لازم است در حین انجام آزمایش دمای آهنرباها تا حدود ۲۷۱/۳- درجه سانتیگراد (۱/۹ کلوین) پایین آورده شود. ۶۰ تن هليوم می‌تواند این کار را انجام دهد.
سریع‌ترین گردش روی سیاره: وقتی شتاب‌دهنده با تمام توان خود کار کند، میلیاردها پروتون حلقه LHC با ۹۹/۹۹ درصد سرعت نور خواهند چرخید، این یعنی در هر ثانیه 11 هزار و ۲۴۵ بار حلقه را دور می‌زنند. 2 باریکه پروتونی که هر کدام با حداکثر انرژی TeV۷ (ترا-الکترون ولت) حرکت می‌کنند، در یک برخورد سر به سر انرژی ۱۴ ترا- الکترون ولت تولید خواهند کرد. در مجموع حدود ۶۰۰ میلیون برخورد در هر ثانیه صورت می‌گیرد.
خالی‌ترین فضا در منظومه شمسی: برای جلوگیری از برخورد ذرات با مولکول‌های گاز، خلأ بسیار بالایی درون شتاب‌دهنده ایجاد شده است. شتاب‌دهنده فضایی است که مثل فضای بین‌ستاره‌ای خالی است. فشار داخل محفظه LHC حدود 13-10 atm است که ۱۰ برابر کمتر از فشار جو ماه است!
داغ‌ترین نقطه در کهکشان اما سردتر از فضای بین‌ستاره‌ای: LHC وسیله‌ای است که سردترین و گرم‌ترین دماها در آن اتفاق می‌افتند. وقتی 2 باریکه پروتونی با هم برخورد می‌کنند، دمایی بیشتر از یکصد هزار برابر مرکز خورشید تولید می‌کنند که در فضای بسیار کوچکی متمرکز شده است. در مقابل سیستم سرمایشی که هلیوم ابرشاره را گرداگرد حلقه شتاب‌دهنده می‌گرداند، LHC را در دمای ابرسرد ۲۷۱/۳- سانتیگراد (۱/۹ کلوین) نگه می‌دارد که حتی از فضای خالی بین‌ستاره‌ای هم سردتر است!
بزرگ‌ترین آشکارسازهایی که تاکنون ساخته شده است: فیزیکدان‌ها و مهندسان برای نمونه‌گیری و ثبت نتایج ۶۰۰ میلیون برخورد پروتونی در ثانیه، دستگاه‌های بسیار بزرگی ساختند که با دقت میکرون می‌تواند اندازه‌گیری کند. آشکارسازهای LHC سیستم‌های شلیک الکترونیکی دارند که می‌توانند زمان ردشدن یک ذره را با دقت کسری از یک‌میلیاردم ثانیه اندازه بگیرند. این سیستم‌ها می‌توانند مکان ذرات را هم با دقت یک‌میلیونیم متر مشخص کنند. این واکنش سریع و دقیق الزامی است تا بتوانیم مطمئن باشیم ذره‌ای که در لایه‌های موفقیت‌آمیز آشکارساز ثبت شده، دقیقا همانی است که فکر می‌کنیم نه
هیچ ذره دیگری.
قدرتمندترین ابررایانه جهان: LHC هر سال ۱۵پتابایت (۱۵ میلیون گیگابایت) اطلاعات تولید می‌کند یعنی حدود ۱/۷ میلیون DVD دولایه. هزاران دانشمند در سراسر جهان به این اطلاعات نیاز دارند، بنابراین CERN با همکاری موسساتی در ۳۳ کشور دنیا از جمله پژوهشگاه دانش‌های بنیادی در کشورمان ایران، شبکه‌ای به نام «گرید» برای نگهداری و پردازش اطلاعات ایجاد کرده است. اطلاعات آزمایش‌های مختلف LHC بعد از ضبط شدن روی نوار مغناطیسی در 11 مرکز کامپیوتر در 11 کشور توزیع می‌شود. این مراکز رده اول، اطلاعات را برای بررسی و تحلیل بین ۱۲۰ مرکز رده دوم تقسیم می‌کنند. فیزیکدان‌ها در کشورهای مختلف می‌توانند در محل کارشان به اطلاعات LHC دسترسی داشته باشند و در ۱۵ سال آینده (طول عمر تخمینی( LHC) در پردازش آنها مشارکت کنند. ده‌ها هزار کامپیوتر در نقاط مختلف جهان به هم متصل شدهاند و شبکه‌ای به وجود آورده‌اند که گرید « Grid» نامیده می‌شود.
چرا LHC مهم است؟
6 آزمایش مختلف در LHC انجام می‌شود. هر کدام از این آزمایش‌ها ممکن است به یکی از سوالات بی‌جواب ما جواب بدهند یا حداقل راهی برای جواب دادن پیدا کنند. هر آزمایش یک آشکارساز دارد. آشکارسازهای ATLAS، CMS، ALICE و LHCB در 4 فضای زیرزمینی دور حلقه LHC قرار گرفته‌اند. آشکارساز آزمایش TOTEM در نزدیکی تاسیسات مربوط به آشکارساز CMS و آشکارساز آزمایش LHCF نزدیک آشکارساز ATLAS قرار دارد.
چند سؤال بی‌جواب
LHC ساخته شده تا به دانشمندان کمک کند به سوال‌های کلیدی فیزیک ذرات پاسخ دهند و حتی شاید نتایج غیرمنتظره‌ای تولید کند که تا به حال کسی به آنها فکر نکرده است. طی چند دهه گذشته فیزیکدان‌ها تلاش کرده‌اند ذرات بنیادی‌که عالم را می‌سازند و واکنش‌های میان آنها را بهتر و بهتر توصیف کنند. همه این اطلاعات در «مدل استاندارد» فیزیک ذرات خلاصه شدهاند، اما این مدل شکاف‌هایی دارد و شامل تمام داستان نیست. برای پرکردن این شکاف‌ها اطلاعات تجربی و آزمایشگاهی لازم است و LHC گام بعدی در این راه است.
کار ناتمام نیوتن
جرم از کجا آمده است؟ چرا ذرات بنیادی وزن دارند و چرا بعضی از آنها جرم ندارند؟ تا به حال هیچ جواب قابل قبولی برای این سوال‌ها پیدا نشده است. تنها توجیه محتمل ممکن است در هیگز بوزون نهفته باشد؛ یک ذره کشف نشده که برای سازگاری مدل استاندارد لازم است كه نخستین‌‌بار در ۱۹۶۴ وجود آن را فرض کرده‌اند و تا امروز کسی آن را مشاهده نکرده است. آزمایش‌های ATLAS و CMS قرار است به دنبال این ذره بازیگوش فراری بگردند.
یک مشکل نامرئی
هر چیزی که در عالم می‌بینیم، از یک مورچه تا یک کهکشان، از ذرات عادی ساخته شده است که به مجموعه آنها ماده می‌گوییم و 4 درصد عالم را می‌سازند. فیزیکدان‌ها معتقدند «ماده و انرژی تاریک» بقیه عالم را پرکرده‌اند اما آشکارسازی و مطالعه آنها بویژه به خاطر نیروهای گرانشی بسیار مشکل است. بررسی طبیعت ماده و انرژی تاریک یکی از مهم‌ترین چالش‌های فیزیک ذرات بنیادی و کیهان‌شناسی است. آزمایش‌های ATLAS و CMS قرار است برای بررسی درستی فرضیه‌هایی که چگونگی ایجاد ماده تاریک را توضیح می‌دهند به دنبال ذرات ابرمتقارن بگردند.
ترجیح طبیعت
ما در عالمی ساخته شده از ماده زندگی می‌کنیم. همه چیز در عالم، از جمله خود ما، از ماده ساخته شده. «پادماده» شبیه یک نسخه دوقلو از ماده است با بار الکتریکی برعکس. در لحظه تولد عالم باید مقدار مساوی ماده و پادماده در «انفجار بزرگ» تولید شده باشد اما وقتی ذرات ماده و پادماده به هم می‌رسند، یکدیگر را نابود می‌کنند و به انرژی تبدیل می‌شوند. به دلیلی مقداری ماده از این برخوردها در امان مانده و دنیایی را که ما در آن زندگی می‌کنیم ساخته، اما چیز زیادی از پادماده باقی نمانده است. چرا طبیعت ماده را به پادماده ترجیح داده است؟ آزمایش LHCB قرار است برای پاسخ دادن به این سوال به دنبال تفاوت‌های ماده و پادماده بگردد. تجربیات قبلی تفاوت‌های رفتاری کوچکی بین ماده و پادماده نشان داده‌اند، اما هنوز اطلاعات برای توجیه این عدم تعادل آشکار کافی نیست.
اسرار انفجار بزرگ
فیزیکدان‌ها معتقدند ماده از مخلوط داغ و چگالی از ذرات بنیادی ایجاد شده است. امروز ماده عادی عالم از اتم‌ها ساخته شده است.
اتم شامل یک هسته است که ترکیبی از پروتون‌ها و نوترون‌هاست که آنها هم از «کوارک‌ها» ساخته شدهاند که به‌وسیله ذراتی به نام «گلوئون» به هم متصل شدهاند. این اتصال‌ها بسیار قوی هستند اما لحظات آغاز عالم باید گرم‌تر از آن بوده باشد که گلوئون‌ها بتوانند کوارک‌ها را کنار هم نگه دارند. به نظر می‌رسد در چند میکروثانیه بعد از انفجار بزرگ جهان مخلوط داغ و چگالی از کوارک‌ها و گلوئون‌ها، که به آن پلاسمای کوارک-گلوئون می‌گوییم، بوده است.
آزمایش ALICE قرار است با استفاده از LHC شرایطی شبیه شرایط بعد از انفجار بزرگ ایجاد کند بویژه برای بررسی خواص پلاسمای کوارک- گلوئون.
جهان‌های مخفی
اینشتین نشان داد 3 بعد فضا به زمان مربوطند. تئوری‌های بعدی مثل «نظریه ریسمان» پیشنهاد کردند که فضا ممکن است «بعدهای مخفی» داشته باشد. این ابعاد ممکن است در انرژی‌های خیلی بالا قابل مشاهده و آشکارسازی باشد. اطلاعات همه آشکارسازها به دقت برای یافتن نشانه‌ای از این ابعاد جست‌وجو خواهند شد.
ارسال نظر
پربیننده