سبر أغوار الذرات

باسادينا ، كاليفورنيا -- وبعد 16 عاما و 10 مليار دولار -- و بعد صباح طويل من electricalgroaning والتعرق -- كان هناك فرح في المروج والأنفاق من الريف السويسري الفرنسي اليوم الثلاثاء : الآلة الأكبر في العالم والفيزياء ، إنها المصادم هادرون الكبير وأخيرا بدأ لجعل الاصطدام بالجسيمات تحت الذرية .

وكان رد فعل العلماء في غرفة التحكم سيرن خارج جنيف الثلاثاء لبدء مصادم هادرون الكبير ذى 10 مليار دولار.

•  مقالة مفصلة: مصادم الهدرونات الكبير

بعد محاولتين من البدايات الخاطئة بسبب فشل الطاقة ، والبروتونات التي تم خفقها بأكثر من 99 في المئة من سرعة الضوء و سجلت مستويات الطاقة إلى مستويات قياسية من 3.5 تريليون إلكترون فولت تسابق كل منهما حول مسار 17 ميلا تحت سطح الأرض المغناطيسي خارج جنيف قليلا بعد الساعة 1 مساء بالتوقيت المحلى وتحطمتا جميعا داخل مساحة شقة مبنى بها كاشفات مجهزة للقبض على كل فلاش زائل وتفتيت كل كرة نارية بحجم ميكروسكوبى يظن أنها تعقد رؤى لبدايات الكون.

ورافق ازدهار الانفجارات الصامتة للبروتون مع موجة من التصفيق والفرح للعلماءالذين إزدحمت بهم غرف التحكم في سيرن في CERN وهى المنظمة الأوروبية للبحوث النووية والتي بنيت المصادم..و ساد الإرتياح وامتد إلى أسارير تجمعات علماء فيزياء الجسيمات غائمة العينين من جميع أنحاء العالم ، الذين راهنوا جميعا بمستقبل مهنتهم على فكرة أن المصادم في نهاية المطاف سوف يكشف أسرارا جديدة للكون.

ومن بين أهدافها الأولى هي العثور على هوية المادة السوداء التي تشكل الكون المرئي والجسيمات الغريبة المعروفة باسم بوزون هيگز ، وهو ما يعتقد أنها تضفي الكتلة للجزيئات الأخرى . وحتى الآن ، كانت هذه من الأشياء المستعصية على الفهم.

وقال "نحن نتوقع بعض الإجابات ،" قال ديفيد بوليتزر الحائز على جائزة نوبل والأستاذ في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، حيث قاعة مؤتمرات إكتظت بعلماء الفيزياء في منطقة لوس انجليس لحضور عرض منتصف الليل البعيد ، بما في ذلك تعاطى البيتزا مع المرطبات .

وقال رولف ديتر هوير ،المدير العام لسيرن الذي كان يتحدث من اليابان ،قال إن المصادم الجديد "يفتح نافذة جديدة من الإكتشاف ويحمل ، مع الصبر معرفة جديدة للكون والأجرام المصغرة".

ويبين ما يمكن فعله في تقريب موعد المعرفة" ، مضيفا "انه سيجلب له وجود جيش من الأطفال والشباب الذين سوف يدخلون القطاع الخاص والأوساط الأكاديمية."

“"إننا جميعا فخورون وسعداء للغاية" ، وقال فابيولا Gianotti وقالت متحدثة باسم سيرن ،إنه واحد من أجهزة الكشف عن الجسيمات العملاقة في المصادم ، المعروف باسم أطلس.

وقال جويدو تونيلي المتحدث باسم جهاز الكشف المسمى C.M.S. "لقد بدأنا فعلا الفيزياء."إن النجاح في إنتاج اصطدام البروتون يمثل عودة ملحوظة لسيرن ، ولكنه لا يزال في منتصف الطريق على المختبر فقط العودة الى حيث يجب أن يكون. فقط قبل عام ونصف العام ، أول محاولة لبدء تشغيل المصادم انتهت بالانفجار الذي ترك جزء من النفق يلفها غاز الهليوم القارس والسخام عند الربط الكهربائي بين إثنان من المغناطيسات الضخمة من مغناطيس قوي حيث يتم توجيه البروتونات لتبخيرها.

ولقد كشفت التحقيقات اللاحقة أن المصادم كان مليئا بالآلاف من هذه المفاصل ، نتيجة لما لوسيو روسي Lucio Rossi, رئيس المغناطيسات في سيرن ، وقال "نقص تحليل المخاطر الكافية" ، في تقرير صدر مؤخرا في مجلة ساينس العلمية وسوبركونديكتور للتكنولوجيا. أنه نتيجة لذلك ، فإن المصادم ، الذي تم تصميمه لتسريع البروتونات إلى سبعة تريليونات إلكترون فولت ، ثم سحق بعضهم البعض ، للكشف عن الجسيمات والقوى التي سادت خلال التريليون الأول من الثانية من الوقت كما نعرفه ، لا يمكن إلا أن يتم تشغيله بأمان في الوقت الحاضر بنصف الطاقة فقط.

فيزيائيوا سيرن يقولون ان تشغيل المصادم لمدة عام ونصف على هذا المستوى من الطاقة ينبغي أن يسمح لهم بجمع بيانات كافية لبدء اللحاق بالركب مع منافسه الأمريكي ، Tevatron ذى التريليون إلكترون فولت في مسرع مختبر فيرمي الوطني في ولاية إيلينوي. و Tevatron أصغر ولكن تم تشغيل لسنوات ، وبالتالي فلديه السبق في البيانات. بعد ذلك ، سيتم اغلاق الجهاز سيرن لمدة عام حتى يمكن إعادة بناء الاتصالات.

مصادمات الجسيمات حصلت على جاذبيتهم الخاصة من معادلة أينشتاين للكتلة والطاقة. والمزيد من الطاقة -- الرمز في العملة كان إختيار الفيزيائيين الإلكترون فولت -- التي يمكن لهذه الآلات أن تكدس حزمها النارية على القليل ، وابعد من العودة في الوقت الذي يمكن أن تذهب إليه ، وأوثق وأقرب إلى الانفجار الكبير ، وتكون أصغر وأصغر أشياء التى يمكن أن يرى.

وكان أول معجل حديث هو السيكلوترون ، الذي بني من قبل إرنست لورنس في جامعة كاليفورنيا ، بيركلي ، في 1930. وكانت نسخة مبكرة قطرها قدم و قامت بتسريع البروتونات إلى طاقة 1.25 مليون إليكترون فولت .

خلال القرن الماضي ،فإن الجامعات ، ومن ثم الدول نافس بعضها البعض في بناء أكبر الآلات للنفاذ أعمق في نشأة الكون. لكن السباق انتهى في عام 1993 ، عندما ألغى الكونغرس Supercollider فائق التوصيل ، والذي يجري بناؤه بعمق 54 ميل وهو آلة 20 تريليون إلكترون فولت تحت Waxahachie في تكساس ، بعد تكلفته المتوقعة التى ارتفعت إلى 11 مليار دولار.

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

 خط زمني

الخط الزمني

التاريخ	الحدث
10  سبتمبر 2008	CERN successfully fired the first protons around the entire tunnel circuit in stages.
19 Sep 2008	Magnetic quench occurred in about 100 bending magnets in sectors 3 and 4, causing a loss of approximately 6 tonnes of liquid helium.
30 سبتمبر 2008	أول "modest" high-energy collisions planned but postponed due to accident.
16  اكتوبر 2008	CERN released a preliminary analysis of the incident.
21 اكتوبر 2008	الافتتاح الرسمي.
5 ديسمبر 2008	CERN released detailed analysis.
20 نوفمبر 2009	Low-energy beams circulated in the tunnel for the first time since the incident.
23 نوفمبر 2009	First particle collisions
أوائل 2010	The LHC expected to resume operation at 3.5 TeV per beam.
End of 2010	The LHC will be shut down and work will begin on it to allow it to operate at 7 TeV per beam.

في العام التالي ، أجازت سيرن مصادمهم الضخم . وقد وفرت سيرن وهي تشكل إتحاد من 20 دولة والتي نمت من رماد الحرب العالمية الثانية ، وهى نموذج لغيرها من المنظمات الأوروبية مثل وكالة الفضاء الأوروبية و المرصد الجنوبي الأوروبي . وقد تميزت بميزانية ومستحقات وضعتها المعاهدة ، و هى تنظيم يتمتع بالاستقرار على المدى الطويل و تحسدها المختبرات الاميركية. في الشتاء الماضي ، اتخذت أوروبا زمام المبادرة جيدا عندما تم اختبار التصادم في مصادم الجسيمات لتحقيق طاقات 1.18 تريليون إليكترون فولت .

والمصادم رفع للمرة الاولى أشعته الإلكترونية إلى 3.5 تريليون فولت قبل أسبوعين ، ولكن المهندسين جاهدوا لمنعه من الاصطدام حتى لا يتجاوز الرعد من ما كان يوصف بأنه أول يوم للفيزياء يوم الثلاثاء.

بسبب خلل في المفاصل وبعض الأداء الضعيف في ظروف غامضة للمغناطيس ، فإنه لا تزال ثلاث سنوات على الأقل قبل أن تقوم المنظمة بتشغيل المصادم بكامل قوته. وفقا لنماذج نظرية ، التي من شأنها أن تمتد إلى الوقت الذي ينبغي القيام بها لتحقيق أهداف المصادم الرئيسية ، مثل إنتاج بوزون هيگز واختبار أفكار أكثر غرابة مثل الأبعاد الإضافية.

حتى ذلك الحين ، و فإن تيڤاترون سوف يطارد مصادم سيرن لتحقيق الأهداف الكبرى مثل بوزون هيگز ، ويقول علماء الفيزياء. أن خبراء مصادم سيرن سوف يمضون أربعة الى ستة أشهر القادمة للكشف عن كيفية قيام الكواشف بعملها ، وإعادة اكتشاف الفيزياء المعروفة. ثم يصبح كل شيء ممكنا بعد.

انها مثيرة للغاية لأننا ندخل في نطاق الطاقة الجديدة "، وقال هارفي نيومان ، أستاذ معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا الذي يعمل على نظام التجربة C.M.S . واضاف "اننا نبحث في كل أنواع الأشياء الغريبة" ، وقال ، بما في ذلك دلائل على أبعاد إضافية. الاحتمالات تبدأ بين منتصف ونهاية هذا العام ".

وقال مايكل بارنيت ، وهو فيزيائي من مختبر لورانس بيركلي الوطني ، وانه كان يعمل في تجربة لSupercollider فائق التوصيل لمدة 10 عاما حتى تم إلغاء هذا المشروع من قبل الكونغرس ، وقضى 16 عاما في وقت لاحق على تجربة أطلس في مصادم سيرن.

واضاف "اننا على هذا الكوكب في هذا الكون ، ولمدة زمنية قصيرة" ، كما كتب في رسالة البريد الإلكتروني. "وأحلام العمر في الانتظار ، ونأمل أن لا يطول إنتظارنا."

 وصلات خارجية

• الموقع الرسمي للمصادم
• صفحة المصادم على موقع CERN
• الجدول الزمني للمصادم
• جولة افتراضية في المصادم
• حول المصادم، بالعربية
• تابع الإختبارات مباشرة من غرفة المراقبة في المصادم

http://www.nytimes.com/2010/03/31/science/31collider.html?hpw* Anja Niedringhaus/Associated Press