Showing posts with label سردبير گروه ذرات بنيادي. Show all posts
Showing posts with label سردبير گروه ذرات بنيادي. Show all posts
Feb 9, 2010
LHC Run in 2010
Geneva February 3, Last week, the Chamonix workshop once again proved its worth as a place where all the stakeholders in the LHC can come together, take difficult decisions and reach a consensus on important issues for the future of particle physics. The most important decision we reached last week is to run the LHC for 18 to 24 months at a collision energy of 7 TeV (3.5 TeV per beam). After that, we’ll go into a long shutdown in which we’ll do all the necessary work to allow us to reach the LHC’s design collision energy of 14 TeV for the next run. This means that when beams go back into the LHC later this month, we’ll be entering the longest phase of accelerator operation in CERN’s history, scheduled to take us into summer or autumn 2011.
What led us to this conclusion? Firstly, the LHC is unlike any previous CERN machine. Because it is a cryogenic facility, each run is accompanied by lengthy cool-down and warm-up phases. For that reason, CERN’s traditional ‘run through summer and shutdown for ]winter’ operational model had already been brought into question. Furthermore, we’ve known for some time that work is needed to prepare the LHC for running at energies significantly higher than the 7 TeV collision energy we’ve chosen for the first physics run. The latest data show that while we can run the LHC at 7 TeV without risk to the machine, running it at higher energy would require more work in the tunnel. These facts led us to a simple choice: run for a few months now and programme successive short shutdowns to step up in energy, or run for a long time now and schedule a single long shutdown before allowing 14 TeV (7 TeV per beam).
A long run now is the right decision for the LHC and for the experiments. It gives the machine people the time necessary to prepare carefully for the work that’s needed before allowing 14 TeV. And for the experiments, 18 to 24 months will bring enough data across all the potential discovery areas to firmly establish the LHC as the world’s foremost facility for high-energy particle physics.
source: IPM&CERN
Jan 14, 2010
هفتادمين باشگاه فيزيك: شتابدهندهي LHC
جلسه هفتادم
زمان: ۵/۱۱/۸۸
مکان: دانشکده فیزیک دانشگاه تهران
چكیده:
بزرگترین آزمایشگاه ذرات بنیادی جهان CERN، در کنار شهر ژنو سویس واقع شده است. این آزمایشگاه نزدیک ۲۰ سال است که شاهد طراحی و ساخت شتابدهنده LHC و آشکار سازهای مربوط به آن می باشد. هدف این شتابدهنده که اواخر سال گذشته میلادی با موفقیت راه اندازی شد و آزمایش های آن شناخت بهتر جهان ذرات بنیادی و بویژه کشف منشا جرم ذرات می باشد. در این سخنرانی با معرفی LHC و آزمایش CMS تعدادی از اهداف فیزیکی آنها مرور میشود.
براي جزيات بيشتر:كليك كنيد
زمان: ۵/۱۱/۸۸
مکان: دانشکده فیزیک دانشگاه تهران
چكیده:
بزرگترین آزمایشگاه ذرات بنیادی جهان CERN، در کنار شهر ژنو سویس واقع شده است. این آزمایشگاه نزدیک ۲۰ سال است که شاهد طراحی و ساخت شتابدهنده LHC و آشکار سازهای مربوط به آن می باشد. هدف این شتابدهنده که اواخر سال گذشته میلادی با موفقیت راه اندازی شد و آزمایش های آن شناخت بهتر جهان ذرات بنیادی و بویژه کشف منشا جرم ذرات می باشد. در این سخنرانی با معرفی LHC و آزمایش CMS تعدادی از اهداف فیزیکی آنها مرور میشود.
براي جزيات بيشتر:كليك كنيد
دکتر علیمحمدی، استاد و فیزیک دان برجسته دانشگاه تهران ترور شد
به نقل از انجمن فيزيك ايران:
صبح امروز (سه شنبه ۲۲ دیماه) دکتر مسعود علیمحمدی، استاد دانشکده فیزیک دانشگاه تهران در مقابل منزل خود با انفجار بمبی
ترور شد. دکتر علیمحمدی از فیزیک دانان برجسته کشور در زمینه فیزیک ذرات بنیادی بودند و کارنامه درخشانی از فعالیت های علمی را دارا میباشند. ایشان اولین فارغ التحصیل دکتری فیزیک از دانشگاه صنعتی شریف بودند.
اتجمن فیزیک ایران ضمن محکوم کردن این عمل ناجوانمردانه، فقدان ایشان را به خانواده ی ایشان، جامعه فیزیک و کلیه دانشگاهیان کشور تسلیت میگوید.
--------------------------------------------------------------------
بدین وسیله به اطلاع می رساند مراسم تشیع پیکر آقای دکتر مسعود علی محمدی صبح روز پنجشنبه 24 دیماه ساعت 8:30 از منزل ایشان انجام میشود.
نشانی: تهران، خیابان دکتر شریعتی، بالاتر از پل صدر، خیابان سهیل، کوچه مهر سوم.
آدرسهاي مفيد:
Jan 3, 2010
New Seminar in Larak
Speaker: Professor John Hauptman
Title: New ideas for big detectors in high energy physics
Abstract: Three colliders beyond the LHC are being studied, two electron colliders and one muon collider. We are designing a new detector for these colliders based on dual-readout calorimetry by Wigmans, a nearly massless tracking system by Grancagnolo, and an iron-free flux return by Mikhailichenko. I will describe this detector and the physics it can do.
Time: 2:00 PM
"6 January 2010"
"16 Day 1388"
Title: New ideas for big detectors in high energy physics
Abstract: Three colliders beyond the LHC are being studied, two electron colliders and one muon collider. We are designing a new detector for these colliders based on dual-readout calorimetry by Wigmans, a nearly massless tracking system by Grancagnolo, and an iron-free flux return by Mikhailichenko. I will describe this detector and the physics it can do.
Time: 2:00 PM
Dec 30, 2009
LHC ends 2009 run on a high note
Yesterday evening at 18:03, the LHC ended its first full period of operation in style. Collisions at 2.36 TeV recorded since last weekend have set a new world record and brought to a close a successful first run. The LHC has now been put into standby mode, and will restart in February 2010 following a short technical stop to prepare for higher energy collisions and the start of the main research programme.
A technical stop is needed to prepare the LHC for higher energy running in 2010. Before the 2009 running period began, all the necessary preparations to run up to a collision energy of 2.36 TeV had been carried out. To run at higher energy requires higher electrical currents in the LHC magnet circuits. This places more exacting demands on the new machine protection systems, which need to be readied for the task. Commissioning work for higher energies will be carried out in January, along with necessary adaptations to the hardware and software of the protection systems that have come to light during the 2009 run.
The success of the 2009 run is down to the skill and dedication of every one of you. Congratulations and thanks to you all.
Dec 18, 2009
Atom smasher preparing 2010 new science restart
By ALEXANDER G. HIGGINS (AP)
GENEVA — The world's largest atom smasher, which exceeded expectations after its comeback from heavy damage, will be ready to begin a groundbreaking research program in February, the operator said Friday.
The European Organization for Nuclear Research, or CERN, has shut down the machine for the planned year-end break. In January, there will be preparation to increase the energy used to smash protons into each other far above previous levels in hopes of revealing secrets of matter and the universe.
The new collisions are expected to shatter the subatomic particles into still smaller fragments and forces than previously achieved on any collider, including the previous record-holder — the Tevatron at Fermilab outside Chicago.
The new $10 billion machine, which has made a nearly flawless comeback after being heavily damaged during a startup failure a year ago, was built to examine suspected phenomena such as dark matter, antimatter and ultimately the creation of the universe billions of years ago, which many theorize occurred as an explosion known as the Big Bang.
Repairs and refinements costing $40 million are being made to the Large Hadron Collider in a 17-mile (27-kilometer) circular tunnel 300 feet (100 meters) under the Swiss-French border at Geneva.
"So far, it is all systems go for the LHC," CERN Director-General Rolf Heuer said.
All of the collider's systems have been tested and more than 1 million proton collisions have provided ample data to the six "experiments" in vast underground rooms so that they can calibrate their huge detectors to work accurately when the research program starts.
"We could not have asked for a better way to bring 2009 to a close," Heuer said.
Last weekend, two beams of circulating particles traveling in opposite directions at 1.18 trillion electron volts, or TeV, produced around 50,000 collisions. The record-breaking energy reached was about 20 percent higher than the previous record set at Fermilab.
After the shutdown and further tests and improvements, CERN will ramp up the energy pushing the beams of protons still higher, to 3 1/2 times the highest levels reached in Chicago. The showers of particles created at the level are expected to reveal still more about the makeup of matter.
The long-term goal, after more modifications, will be to run the proton beams at 7 TeV in each direction.
The particle beams travel at nearly the speed of light, circling the tunnel in pipes 11,000 times a second until powerful, superconducting magnets force the beams to collide to see what will occur.
With the vast amount of data coming off the collisions, CERN has organized a grid of computers at research facilities around the world to analyze what is seen, and the system has been working smoothly, said Torsten Akesson, president of the CERN Council, made up of the 20 European nations that run the organization.
CERN said the operation this year had been carefully prepared in a step-by-step approach to make sure it was safe to go to 1.18 TeV.
Running at higher energy will require higher electrical currents — and further preparation of the protection systems for the collider and its huge superconducting magnets, operating at near absolute zero — colder than outer space — for maximum efficiency.
"Commissioning work for higher energies will be carried out in January, along with necessary adaptations to the hardware and software of the protection systems that have come to light during the 2009 run," CERN said.
Attention to the smallest detail can prove crucial. The LHC circulated its first beams Sept. 10, 2008, with great fanfare. But the machine was sidetracked nine days later when a badly soldered electrical splice overheated and set off a chain of damage to the magnets and other parts of the collider.
Physicists have used smaller, room-temperature colliders for decades to study the atom. They once thought protons and neutrons were the smallest components of the atom's nucleus, but the colliders showed that they are made of quarks and gluons and that there are other forces and particles.
More than 8,000 physicists from labs around the world also have work planned for the Large Hadron Collider. The organization is run by its 20 European member nations, with support from other countries, including observers from Japan, India, Russia and the U.S., which have made big contributions.
Copyright © 2009 The Associated Press. All rights reserved.
What a machine!
After becoming the world’s highest energy particle accelerator, the LHC is now making progress in commissioning stable beams and providing more collisions at the four points for several hours at a time. For the first time, beams have circulated with more than one bunch of protons, thus increasing the intensity.
Nothing is really ordinary when one operates a prototype: ups and downs are possible, adjustments are certainly necessary and a reasonable amount of time is needed to understand the system’s behaviour. The LHC is no exception. With all its achievements since it was switched on a few weeks ago, it has made the headlines in the world’s press several times. The first beams circulated smoothly, the first low-energy collisions happened very quickly, and the first ramp up to record energy was exceptionally good.
Since then the focus has been on increasing the number of protons in the circulating beams. In the first tests, the operators used a ‘pilot’ beam, containing only one bunch of protons, but on the evening of Friday, 4 December, a beam circulated with more than one proton bunch for the first time. Then, in the early hours of Sunday morning, operators succeeded in circulating four bunches in both directions around the LHC and announced stable beams.
During the following days, work focussed on making sure that each step towards higher intensities can be safely handled and that stable conditions can be guaranteed during collisions first at 450 GeV and then at 1.18 TeV per beam. On the evening of Tuesday, 8 December, two bunches per beam circulated for the first time at 1.18 TeV for a short period and ATLAS recorded its first collisions at the record energy of 2.36 TeV (centre of mass).
Over the same period, cryo-experts have intervened a few times to correct some parameters, vacuum experts have quickly repaired some imperfections in the pre-injector chain and operators have injected and dumped the beams to test the behaviour of the various components of the machine and to measure its performance – which is proving to be excellent.
With four bunches per beam and more protons per bunch, the LHC is providing more and more collisions and all six experiments are recording as much data as possible. During the stable beam periods, they can gather a great deal of useful information about their sub-detectors as well as about the whole chain from collisions to data distribution and analysis. On 28 November, the ALICE collaboration submitted its first paper based on the reconstruction and analysis of the 284 collision events at 450 GeV per beam. The results of the ALICE study are consistent with measurements performed by previous experiments, in particular with those at the SPS when it worked as a proton-antiproton collider with the same beam energy as the LHC in this first phase of commissioning.
Over the final few days before the LHC turns off on 16 December, the operators will continue to increase the beam intensity, delivering further good quantities of collision data to the experiments before Christmas.
When the LHC starts up again in 2010, the operators will aim at gently increasing the intensity and energy of the beams until the planned 3.5 TeV for each beam is reached, marking the beginning of the physics programme.
Nov 11, 2009
جلسهي اول هندسه و فيزيك
مباني رياضياتي هندسه
«توپولوژي»
خلاصه: در اين جلسه تعاريف لازم را براي جلسات بعدي معرفي كرده و برنامه و هدف از بررسي هندسه در فيزيك را بيان ميكنيم. توپولوژي موضعي- عام، نگاشت، جبرگروه، عملگرهاي پايه در هندسه، تنسورها. تعاريف بسيار پايهاي بوده و تمام دانشجويان در همهي سطوح ميتوانند استفاده نمايند. جلسات بعدي مطابق ليست متن انگليسي كه در پستهاي قبلي آمده برگزار ميشود.
زمان جلسه متعاقباً اعلام ميشود. اين جلسه هفته ي آينده برگزار ميشود.
Oct 28, 2009
هندسه و فيزيك
سري سخنراني هاي فيزيك و هندسه
فرهاد ذكاوت
در اين سري فشرده به دليل محدوديت زماني به موضوعات و اصول هندسه و كاربردهاي هر موضوع در فيزيك ميپردازيم. در سخنراني هاي تخصصي نسبيت عام و فيزيك ذرات به كاربردها و ضرورتهاي هندسه و گرايشهاي مختلف در اين حوزه ميپردازيم. در صورت تمام نشدن اين سري سخنراني در ترم آتي دانشگاهي،ادامهي سخنرانيها در ترم آينده قبل از سال جديد برگزار ميشود. به دليل فقدان اين بخش در واحدهاي فيزيك دانشجويان ارشد و كاشناسي ميتوانند از اين سخنرانيها استفاده كنند.
در صورت امكان از فروردين تا اواخر ارديبهشت مباحث پيشرفته و عام در هر دو سطح برگزار ميشود.
introduction to geometry - physics relations (Azad university - Central Tehran Branch)
As soon as i will anounce there will be an introductory lecture series about geometry and physics relations. subjects are inculded:
1. Basic mathematics
2. Quarks & Leptons
3. Differentiable Manifolds & Tensors
4. Lie derivatives & Lie Groups
5. Differential Forms
6. Applications in Physics* (It may be present during each lecture for seeing applications in there)
7. Connections for Riemannian manifolds & gauge theories
8. Curvature
9. Einstein's Equation
10. Cosmology
11. Particle Physics & Cosmology
-------------------------------------------------------------------
Deffence room: faculty of Science
Time: will anounce soon
Lecturer: Farhad Zekavat
presence is free for everyone who is interested to be familiar with the subject.
all undergraduates and graduates can be present.
Oct 8, 2009
Sep 30, 2009
School and Conference on Exotic Nuclei and Nuclear/Particle Astrophysics (III)
21 June - 3 July (3=Sat)
School and Conference on Exotic Nuclei and Nuclear/Particle Astrophysics (III). From Nuclei to Stars (Sinaia - Romania)
Organizer(s): Directors: A. Smirnov, S. Stoica, L. Trache
E-mail: smr2180@ictp.it
School and Conference on Exotic Nuclei and Nuclear/Particle Astrophysics (III). From Nuclei to Stars (Sinaia - Romania)
Organizer(s): Directors: A. Smirnov, S. Stoica, L. Trache
E-mail: smr2180@ictp.it
Sep 11, 2009
فراتر از هیگز
ادوين كارتليچ
ممکن است برخورد دهندهی بزرگ هادرون هیگز بوزون را کشف نکند. به نظر ادوین کارتلیچ (Edwin Cartlidge) این ممکن است چندان هم بد نباشد.
طی دو سه سال آینده فیزیکدانهایی که کارشان طراحی و ساخت برخورد دهندهی بزرگ هادرونی (LHC) در سرن (CERN) بوده منتظرند نتیجهی کارشان را ببینند. آنها معتقدند که برخوردهای پروتون – پروتون بسیار پُرانرژی این ماشین غولپیکر TeV 14 (1012×14 الکترون ولت) میتواند بوزون هیگز تولید نماید؛ (ذرهای که تاکنون دیده نشده و تصور میرود که پروژهی ذرات جرمدار با کشف این ذره تکمیل شود.) با کشف ذرهی هیگز دستاورد مدل استاندارد ذرات کامل میشود. مدل استاندارد، قالببندی نظری است که ذرات بنیادی مادی و اندرکنشهای بین آنها را توصیف میکند.
چنین تصوری از ذرات هیگز بخصوص بوسیلهی رسانهها مورد توجه قرار گرفته و آنرا یکی از نتایج پروژهی LHC میدانند؛ در حالی که بسیاری از فیزیکدانها اینگونه فکر نمیکنند. پیدا شدن این ذره اثبات توان به تحقق رساندن پیشبينيهای مُدل استاندارد بوده و تائیدی است بر هزینهی €6.3 bn این مباحثه دارند چیزهایی بسیار جذابتر است! اکثر ذرات پیشبینی نشده و غیرمنتظرههای دنیای ذرات همین ذرات هستند که فراتر از مُدل استاندارد رفته و ضرورت بودن یا نبودن ذرهی هیگز را انتظاری عادی میدانند.
اندرو کوهن (Andrew Cohen) (فیزیکدان ذرات دانشگاه بوستون) میگوید: «ندیدن ذرهی هیگز فاجعه نیست!» در واقع برایمان جالب است حتی چیزی جالبتر را ببینیم، که قبلا ندیده بودیم. بیشتر فیزیکدانان حدس میزنند احتمالاً LHC ذرهی هیگز را کشف میکند ولی بسیاری هم هستند که از کشف شدنش خوشحال میشوند.
شکست تقارن
در مدل استاندارد ذرهی هیگز توضیح میدهد که چگونه 2 نیرو از 4 نیروی طبیعت در انرژیهای پایین به هم میپیوندند و یک ریشه دارند. الکترومغناطیس و نیروی هستهای ضعیف؛ نظریه میگوید در ابتدای عالم نیروهای الکترومعناطیسی و ضعیف تقارن زیبایی با هم داشتند ولی دلیل آنها این بود که ذرات حامل این نیروها و ذرات مادی بدون جرم. هیگز باید تقارن الکتروضعیف را میشکست و به ذراتی با جرمهای متفاوت تبدیل شد.
ولی تا زمانیکه هیگز بهترین گزینه برای نظریهپردازان در علت شکست تقارن الکتروضعیف است، دلیلی ندارد که دنبال دلیل دیگری نگردیم! فیزیکدانهایی که در LHC کار میکنند فقط دنبال هیگز نیستند، بلکه هدف آنها کشف دلایل دیگری نیز برای شکست تقارن هست.
مشکلی که دربارهی هیگز وجود دارد، حضور آن در مدل استاندارد است که متاسفانه به جملاتی با مقادیر نامتناهی میرسد. در فیزیک ذرات به این مشکل «مسألهی هایرارشی (Hierarchy)» میگوییم.
دانشمندان با نظریههای متعددی در تلاش برای فائق آمدن بر این مسأله هستند و نکته اینجاست که همگی یک یا چند هیگز بوزون در خود دارند. اَبَرتقارن یکی از معروفترین این نظریههاست و بر آن است که هر ذره در مدل استاندارد با یک ذرهی جدید و با «اسپین آماری» متضاد کامل میشود.
و نظریهی دیگری که اخیراً مورد توجه قرار گرفته ابعاد بالاتر فضايي که میگوید در مقیاسهای بسیار کوچک وجود دارد ولی نظریههایی هم هستند که هیگز را در خود ندارند بلکه شامل "technicolour" هستند که وجود یک نیروی جدید را که جرم را با کنش روی ذراتی بنام "technoquark" پیشبینی میگوید.
شلدون گلاشو که جایزهی نوبل را با عبدالسلام و استیون واینبرگ به سال 1979 سهیم بود (برای اتحاد الکترومغناطیس و نیروی ضعیف)، میگویدکه خوب است فیزیکدانها سالها روی نظریهی درست کار کنند و امیدوار است و باور دارد که LHC ذرات "كاملاً گيج كننده" (Utter confusing) تولید خواهد کرد که آرایهای جدید از ذرات در کنار هیگز قرار خواهند گرفت.
«من و همکارانم معتقدیم که چند زیبایی که با آن برخورد میکنیم غیرقابل انتظار بوده و مدت زمانی برای up and down طول میکشد چون در انرژیهایی بسیار بالاتر از آنچه امروزه دست یافتهایم، کار خواهیم کرد.»
اَبَرتقارن برای نظریهپردازان دو نكتهي مهم و کلیدی جدای از توان حل مسأله Hierarchy دارد. علت اینکه ذرات اَبَرتقارن را میتوانیم برای «ماده تاریک» مرموز هم به حساب آوریم که فعلاً بر آن هستیم که بیشتر جرم عالم را در خود دارد. دو اینکه نظریه پیشبینی میکند نیروهای الکترومغناطیس، هستهای قوی و ضعیف در انرژیهای بالا قدرت (بُرد) یکسانی دارند.
با این جال اَبَرتقارن پایهی «نظریهی وحدت بزرگ» (GUT) را که یکی از اهداف غایی فیزیکدانهاست، شکل میدهد.
سرپرست ارشد سرن، «لوچیانو مایانی» (Luciano Maiani)، در دانشگاه رُم، پیدا شدن هیگز در LHC را احتمالی ضعیف میداند و شرط میبندد که ذرات اَبَرتقارن هم در شتابدهندهی جدید کشف خواهند شد. وی خاطر نشان میکند که نظریهها برای توجیه وجود در الکتروضعیف نیازی به هیگز بوزونها ندارند و در حقیقت بیشتر مُهر تائیدی بر مدل استاندارد هستند.
ولی همانطور که کوهن خاطر نشان میکند، پذیرفته شده كه اَبَر تقارن دلیل بر درست بودن آن نیست. «تائید اَبَرتقارن بسیار جالب خواهد بود، ولی اگر LHC نشان داد که نظریهای باید تدوین میشده که تا کنون نشده چقدر هیجانانگیز خواهد بود!»
سناریوی کابوس
یک شانس یا احتمال هم وجود دارد که LHC اصلاً هیچ چیز جدیدي حتی هیگز را هم کشف نکند. اینجاست که فیزیک ذرات دچار چالش شده و مدل استاندارد به بنبست رسیده و عملاً از رده خارج میشود؛ بالاخص دیگر پروژهی عظیم فیزیک ذرات یعنی برخورد دهندهی چند میلیارد دلاری خطی! این ماشین 30 – 40 کیلومتری طوری طراحی شده که الکترونها و پوزیترونها که در تحقیقات با جزئیات بسیار خوبی آنها را میشناسیم و امید به دیدنشان در LHC هم داریم با هم برخورد کنند.
این سناریوی کشف هیچ چیز برای بیشتر فیزیکدانها یک کابوس است چرا که سرنخهایی پیدا میشود که مدل استاندارد از رده خارج شود. ولی LHC غیر از فیزیک ذرات و تمام بودن و نبودنهایش میتواند مکانیک کوانتومی قطعاً کمکهای بسیاری خواهد کرد. در پایان قرن 19 بیشتر فیزیکدانها فکر میکردند نیاز به نظریهی پیچیدهتر کلاسیک دارند. ممکن است همین اتفاق الان هم بیفتد. شاید بگویید بدون هیچگونه قاعدهی فیزیکی در LHC بخصوص هیگز، حتماً در فیزیک اتفاقات جدید و حتی انقلابی رخ خواهد داد.
مایانی معتقد است که LHC حداقل به ما نشان خواهد داد که در یک امتحان هیچ نداریم (نقض مدلهای کنونی) و نیرویی دوباره در فیزیک ذرات خواهيم دید که به دنبال یافتههای جدیدی باشد. و نشان میدهد در حیطهی تجربی کجای کار هستیم.
ممکن است برخورد دهندهی بزرگ هادرون هیگز بوزون را کشف نکند. به نظر ادوین کارتلیچ (Edwin Cartlidge) این ممکن است چندان هم بد نباشد.
طی دو سه سال آینده فیزیکدانهایی که کارشان طراحی و ساخت برخورد دهندهی بزرگ هادرونی (LHC) در سرن (CERN) بوده منتظرند نتیجهی کارشان را ببینند. آنها معتقدند که برخوردهای پروتون – پروتون بسیار پُرانرژی این ماشین غولپیکر TeV 14 (1012×14 الکترون ولت) میتواند بوزون هیگز تولید نماید؛ (ذرهای که تاکنون دیده نشده و تصور میرود که پروژهی ذرات جرمدار با کشف این ذره تکمیل شود.) با کشف ذرهی هیگز دستاورد مدل استاندارد ذرات کامل میشود. مدل استاندارد، قالببندی نظری است که ذرات بنیادی مادی و اندرکنشهای بین آنها را توصیف میکند.
چنین تصوری از ذرات هیگز بخصوص بوسیلهی رسانهها مورد توجه قرار گرفته و آنرا یکی از نتایج پروژهی LHC میدانند؛ در حالی که بسیاری از فیزیکدانها اینگونه فکر نمیکنند. پیدا شدن این ذره اثبات توان به تحقق رساندن پیشبينيهای مُدل استاندارد بوده و تائیدی است بر هزینهی €6.3 bn این مباحثه دارند چیزهایی بسیار جذابتر است! اکثر ذرات پیشبینی نشده و غیرمنتظرههای دنیای ذرات همین ذرات هستند که فراتر از مُدل استاندارد رفته و ضرورت بودن یا نبودن ذرهی هیگز را انتظاری عادی میدانند.
اندرو کوهن (Andrew Cohen) (فیزیکدان ذرات دانشگاه بوستون) میگوید: «ندیدن ذرهی هیگز فاجعه نیست!» در واقع برایمان جالب است حتی چیزی جالبتر را ببینیم، که قبلا ندیده بودیم. بیشتر فیزیکدانان حدس میزنند احتمالاً LHC ذرهی هیگز را کشف میکند ولی بسیاری هم هستند که از کشف شدنش خوشحال میشوند.
شکست تقارن
در مدل استاندارد ذرهی هیگز توضیح میدهد که چگونه 2 نیرو از 4 نیروی طبیعت در انرژیهای پایین به هم میپیوندند و یک ریشه دارند. الکترومغناطیس و نیروی هستهای ضعیف؛ نظریه میگوید در ابتدای عالم نیروهای الکترومعناطیسی و ضعیف تقارن زیبایی با هم داشتند ولی دلیل آنها این بود که ذرات حامل این نیروها و ذرات مادی بدون جرم. هیگز باید تقارن الکتروضعیف را میشکست و به ذراتی با جرمهای متفاوت تبدیل شد.
ولی تا زمانیکه هیگز بهترین گزینه برای نظریهپردازان در علت شکست تقارن الکتروضعیف است، دلیلی ندارد که دنبال دلیل دیگری نگردیم! فیزیکدانهایی که در LHC کار میکنند فقط دنبال هیگز نیستند، بلکه هدف آنها کشف دلایل دیگری نیز برای شکست تقارن هست.
مشکلی که دربارهی هیگز وجود دارد، حضور آن در مدل استاندارد است که متاسفانه به جملاتی با مقادیر نامتناهی میرسد. در فیزیک ذرات به این مشکل «مسألهی هایرارشی (Hierarchy)» میگوییم.
دانشمندان با نظریههای متعددی در تلاش برای فائق آمدن بر این مسأله هستند و نکته اینجاست که همگی یک یا چند هیگز بوزون در خود دارند. اَبَرتقارن یکی از معروفترین این نظریههاست و بر آن است که هر ذره در مدل استاندارد با یک ذرهی جدید و با «اسپین آماری» متضاد کامل میشود.
و نظریهی دیگری که اخیراً مورد توجه قرار گرفته ابعاد بالاتر فضايي که میگوید در مقیاسهای بسیار کوچک وجود دارد ولی نظریههایی هم هستند که هیگز را در خود ندارند بلکه شامل "technicolour" هستند که وجود یک نیروی جدید را که جرم را با کنش روی ذراتی بنام "technoquark" پیشبینی میگوید.
شلدون گلاشو که جایزهی نوبل را با عبدالسلام و استیون واینبرگ به سال 1979 سهیم بود (برای اتحاد الکترومغناطیس و نیروی ضعیف)، میگویدکه خوب است فیزیکدانها سالها روی نظریهی درست کار کنند و امیدوار است و باور دارد که LHC ذرات "كاملاً گيج كننده" (Utter confusing) تولید خواهد کرد که آرایهای جدید از ذرات در کنار هیگز قرار خواهند گرفت.
«من و همکارانم معتقدیم که چند زیبایی که با آن برخورد میکنیم غیرقابل انتظار بوده و مدت زمانی برای up and down طول میکشد چون در انرژیهایی بسیار بالاتر از آنچه امروزه دست یافتهایم، کار خواهیم کرد.»
اَبَرتقارن برای نظریهپردازان دو نكتهي مهم و کلیدی جدای از توان حل مسأله Hierarchy دارد. علت اینکه ذرات اَبَرتقارن را میتوانیم برای «ماده تاریک» مرموز هم به حساب آوریم که فعلاً بر آن هستیم که بیشتر جرم عالم را در خود دارد. دو اینکه نظریه پیشبینی میکند نیروهای الکترومغناطیس، هستهای قوی و ضعیف در انرژیهای بالا قدرت (بُرد) یکسانی دارند.
با این جال اَبَرتقارن پایهی «نظریهی وحدت بزرگ» (GUT) را که یکی از اهداف غایی فیزیکدانهاست، شکل میدهد.
سرپرست ارشد سرن، «لوچیانو مایانی» (Luciano Maiani)، در دانشگاه رُم، پیدا شدن هیگز در LHC را احتمالی ضعیف میداند و شرط میبندد که ذرات اَبَرتقارن هم در شتابدهندهی جدید کشف خواهند شد. وی خاطر نشان میکند که نظریهها برای توجیه وجود در الکتروضعیف نیازی به هیگز بوزونها ندارند و در حقیقت بیشتر مُهر تائیدی بر مدل استاندارد هستند.
ولی همانطور که کوهن خاطر نشان میکند، پذیرفته شده كه اَبَر تقارن دلیل بر درست بودن آن نیست. «تائید اَبَرتقارن بسیار جالب خواهد بود، ولی اگر LHC نشان داد که نظریهای باید تدوین میشده که تا کنون نشده چقدر هیجانانگیز خواهد بود!»
سناریوی کابوس
یک شانس یا احتمال هم وجود دارد که LHC اصلاً هیچ چیز جدیدي حتی هیگز را هم کشف نکند. اینجاست که فیزیک ذرات دچار چالش شده و مدل استاندارد به بنبست رسیده و عملاً از رده خارج میشود؛ بالاخص دیگر پروژهی عظیم فیزیک ذرات یعنی برخورد دهندهی چند میلیارد دلاری خطی! این ماشین 30 – 40 کیلومتری طوری طراحی شده که الکترونها و پوزیترونها که در تحقیقات با جزئیات بسیار خوبی آنها را میشناسیم و امید به دیدنشان در LHC هم داریم با هم برخورد کنند.
این سناریوی کشف هیچ چیز برای بیشتر فیزیکدانها یک کابوس است چرا که سرنخهایی پیدا میشود که مدل استاندارد از رده خارج شود. ولی LHC غیر از فیزیک ذرات و تمام بودن و نبودنهایش میتواند مکانیک کوانتومی قطعاً کمکهای بسیاری خواهد کرد. در پایان قرن 19 بیشتر فیزیکدانها فکر میکردند نیاز به نظریهی پیچیدهتر کلاسیک دارند. ممکن است همین اتفاق الان هم بیفتد. شاید بگویید بدون هیچگونه قاعدهی فیزیکی در LHC بخصوص هیگز، حتماً در فیزیک اتفاقات جدید و حتی انقلابی رخ خواهد داد.
مایانی معتقد است که LHC حداقل به ما نشان خواهد داد که در یک امتحان هیچ نداریم (نقض مدلهای کنونی) و نیرویی دوباره در فیزیک ذرات خواهيم دید که به دنبال یافتههای جدیدی باشد. و نشان میدهد در حیطهی تجربی کجای کار هستیم.
«ممکن است در فیزیک بنیادی، اعم از اخترفیزیک و کیهانشناسی با عدم اطمینان از وجود هیگز بوزون یا حداقل حيطهي TeV بفهمیم که هیچ پیشرفتی نداشتهایم.» هیچ راهی نبوده و نیست تا مسأله را درست بررسی کنیم ».
منبع: فيزيكس ورلد،2006،فوريههيگز
Sep 7, 2009
ICTP Latin American String School (Sao Paulo - Brazil)
29 November - 17 December
Organizer(s): Directors: N. Berkovits, V. Rivells, K.S. Narain, S. Randjbar-Daemi
E-mail: smr2185@ictp.it
Advanced Regional Workshop on High Performance and Grid Computing
1 February - 31 May
Advanced Regional Workshop on High Performance and Grid Computing: Towards Enabling e-Science in the Region (two weeks in February, May or April) (Tehran - Islamic Republic of Iran)
Organizer(s): Directors: Reza Asgari, Stefano Cozzini, Shahin Rouhani, Antun Balaz
E-mail: smr2174@ictp.it
Spring School on Superstring Theory and Related Topics
22 March - 30 March
Organizer(s): Directors: E. Gava, K.S. Narain, S. Randjbar-Daemi, J. de Boer, S. Kachru
E-mail: smr2134@ictp.it
Subscribe to:
Posts (Atom)