اکتشاف در جهان ذرات(۲)

شتاب دهنده ها
یکی از روشهای اصلی بررسی و تولید ذرات بنیادی استفاده از شتاب دهنده هاست. این ابزار - که عمدتا شبیه یک تونل مارپیچی دایره ای شکل است محفظه و تونلی بزرگ (با قطر چند ده کیلومتر) است که ذره ای اساسی نظیر الکترون یا پروتون را وارد آن می کنند.
این ذره به دلیل میدان الکترو مغناطیسی شدیدی که در این مارپیچ وجود دارد، در مسیری دایره ای شتاب می گیرد و به سرعتهایی نزدیک به سرعت نور نزدیک می شود و در اینجاست که این ذره را با ذرات دیگر برخورد می دهند تا آن ذرات بنیادی اولیه بار دیگر به وجود آیند و سپس با کمک آشکارسازهای گوناگونی که وظیفه ردیابی هر یک از ذرات جدید را (بر اسا س نشانه های آن) دارند، ثبت می شود.یکی از بزرگترین آزمایشگاه های شتاب دهنده جهان آزمایشگاه ذرات بنیادی CERN است که با مشارکتی بین المللی ساخته و تکمیل شده است.
تاریخچه CERN
در سال ۱۹۴۹، شهر کوچکی در سوئیس میزبان دانشمندان اروپایی بود تا آنان بتوانند با ارائه برنامه ای مدون توازن علمی در جهان برقرار کنند و نقش اروپا را در تحولات علمی آینده افزایش دهند.در میان دانشمندانی که در کنار دریاچه زیبای شهر لوزان گرد آمده بودند، لویز دوبری که در سال ۱۹۲۹ و به دلیل کشف خصلت موجی الکترون موفق به دریافت جایزه نوبل فیزیک شده بود نیز حضورر داشت.او در سخنان خوددر این اجلاس برای نخستین بار پیشنهاد تاسیس آزمایشگاه اروپایی علوم بنیادی را مطرح کرد که بعدها در قالب سرن متجلی شد. در سال ۱۹۵۲ پس از ۲ دوره برگزاری اجلاس یونسکو و پیشنهادهای حمایت آمیز دانشمندان از جمله ایزیدور رابی، برنده جایزه نوبل فیزیک سال ۱۹۴۴، از تاسیس نهادی برای همکاری های علمی بین المللی دانشمندان، ۱۱ دولت اروپایی موافقت نامه ای را مبنی بر تاسیس آزمایشگاه اروپایی تحقیقات هسته ای یا (CERN) .«Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire»به امضا رساندند و در نخستین جلسه این کنسول - که در آمستردام هلند برگزار شد - منطقه ای نزدیک ژنو به عنوان سایت اصلی بنای این آزمایشگاه انتخاب شد و سرانجام پس از رایزنی ها و عبور از مراحل اداری و تصویبات محلی ۱۲ کشور آلمان ، بلژیک، دانمارک، فرانسه، یونان ،ایتالیا، نروژ، انگلستان، سوئد، سوئیس و یوگسلاوی در ۲۹ سپتامیر ۱۹۵۴ ساخت سرن را وارد مرحله اصلی حود کردند اگرچه یوگسلاوی بعدها از این مجموعه کناره گرفت و کشورهایی چون اسپانیا، اتریش، پرتغال، فنلاند، هلند، مجارستان جمهوری چک و بلغارستان به این طرح بین المللی پیوستند، تا تعداد اعضای اصلی آن به حدود ۲۰ کشور بالغ شود.
تنها ۳ سال بعد یعنی در ۱۹۵۷ بود که نخستین شتاب دهنده ذرات این مجموعه که یک سینکرو – سیکلوترون ۶۰۰ مگا الکترون ولتی پروتون بود، به راه افتاد، تا برای نخستین بار امکان مشاهده واپاشی برخی ذرات مورد بررسی قرار گیرد.تنها ۲ سال بعد شتاب دهنده ۲۸ گیگا الکترون ولتی سرن (PS) که عظیم ترین شتاب دهنده جهان بود، وارد فاز عملیاتی خود شد. روند توسعه سرن ادامه پیدا کرد تا در سال ۱۹۶۹ این آزمایشگاه توانست برای نخستین بار از اثر واکنش های نوترینو (گونه ای از ذرات پر انرژی) تصویر برداری کند.
در سال ۱۹۶۵ با امضای موافقتنامه ای با فرانسه سرن فضای آزمایشگاهی خود را به کشور فرانسه گسترش داد، تا بتواند برای نخستین بار در جهان شتاب دهنده و برخورد کنندهISR بسازد. طرحی که به نخستین برخورد دهنده پروتونی جهان تبدیل شد.
طرحها و آزمایشگاه های متفاوت و متنوع دیگری نیز در این مجموعه بنا شد، تا در سال ۱۹۷۱ سایت جدیدی برای ساخت یک ابر شتاب دهنده پروتونی (SPS) که قابلیت رسیدن به انرژی ۳۰۰ گیگا الکترون ولت را داشت، طراحی شد.سال ۱۹۸۳ سالی به یاد ماندنی در تاریخ سرن شد؛ چرا که شتاب دهنده های این مجموعه توانستند آثار بوزونهای W و z (دو گونه از ذرات بنیادی که تا ان زمان تنها در نظریات وجود داشت) را آشکار سازند.در سال ۲۰۰۰ میلادی، آزمایشگاه این توان را به دست آورد، تا به بررسی و آشکار سازی ذرات کوارکی بپردازد و آن چیزی را آشکار کند که تنها در جزیی از ثانیه بعد از انفجار بزرگ در جهان وجود داشت و تا به امروز ناشناخته باقی مانده بود.در ۴ سال بعد این روند سرعت بیشتری به خود گرفت و هرروز آزمایش های جدیدتر فضای جدیدتری برای این کاوش گشود و سرن که اینک به نماد همکاری بین المللی برای علوم بنیادی تبدیل شده بود.با مشارکت کشورهای بیشتری که به عنوان همکار و ناظر در آن شریک شده اند، گامهای بزرگی را برای حل مسائل بنیادی جهان اطراف ما برمی دارد.چنین جایگاه رفیعی که دانش ما امروزه در زمینه ذرات بنیادی به دست آورده است، بی شک مرهون توجه و دید علمی است که در حوزه دانش انجام شده.
هیچ یک از این کشفیات که نه تنها دیدگاه ما را نسبت به جهان تغییر داده، بلکه روش زندگی ما را نیز دچار تحول کرده، رخ نمی داد، اگر هزینه های لازم را برای آن صورت نمی دادیم.
CERN نشانه ای از ضرورت تلاش بین المللی و بشری برای پاسخ دادن به نیاز ها و سوالات بشر است.
ایران و CERN
امکان مشارکت در طرحهای بزرگ و جهانی علمی، موهبتی است که نمی توان آن ر ا نادیده گرفت. مشارکت دانشمندان کشورهای مختلف در طرح های عظیم علمی ضمن این که باعث بالا رفتن روحیه علمی و اعتماد به نفس آنها می شود، امکان آموختن و آزمودن نظریات به روز جهانی را فراهم می آورد.شکی نیست آنچه را که حدود ۲۰ کشور اروپایی با مشارکت هم به انجام رساندند از عهده یک کشور به تنها یی خارج است.پس بهترین راه برای حضور در این عرصه پر شتاب سعی در مشارکت است. کاری که مسوولان کشورمان در خصوص طرح CERN انجام دادند تا ایران نیز به عنوان یکی از اعضای این طرح (عضو همکار) پذیرفته شود.در سال ۲۰۰ پس از رایزنی های فراوان توافقنامه ای میان دکتر معین وزیر وقت علوم ، تحقیقات و فناوری و پروفسور ماینی مدیرکل سرن به امضا رسید. پیگیری این توافقنامه به عده ایسمو (سازمان همکاری های علمی بین المللی وزارت علوم) گذاشته شد. بر اساس این توافقنامه، ساخت قطعه ای از ابزارهای اصلی طرح LHC سرن بر عهده ایران قرار گرفت و در مقابل، گروهی از دانشمندان و دانشجویان ایرانی اجازه می یافتند فرصتهای تحقیقاتی یا رساله های خود را در این مرکز بگذرانند.بر اساس مناقصه ای که برگزار شد، شرکت هپکو توانست امتیاز لازم را برای ساخت این قطعه مهم به دست آورد و از بهار ۲۰۰۲ نحستین دانشجوی ایرانی به سرن معرفی شد، تا تحقیقات خود را انجا سپری کند. شرکت هپکو توانست این قطعه حساس و بسیار مهم را با دقت بالایی طراحی کند و بسازد تا در سال ۲۰۰۴ مدال طلایی CMS را به این منظور دریافت کند. حضورایرانیان در این طرح بسیار مهم می تواند در رشد دانش دانشمندان کشورمان و افزایش روند تولید علم با بهره گیری از بهترین ابزار جهانی نقش مهمی را ایفا کند.سرن تجربه مناسبی برای مشارکت در طرحهای مختلف دیگر علمی و بین المللی بود تا شاید راه حل نبود امکانات را بتوان در مشارکت های جهانی جست. تجربه سرن چنانچه در عرصه های دیگر نیز تکرار شود، می تواند باعث افزایش اعتبار علمی کشور شود و سود آن همگان را منتفع سازد. اما بزرگترین درس سرن آن است که برای پاسخ به سوالات اساسی چاره ای جز هزینه کردن برای پژوهش وجود ندارد و اگرچه شاید رقم ظاهری هزینه های طرحهای پژوهشی بالا باشد، اما در مقابل آنچه به دست می آید، قابل صرف نظر است.

منبع : روزنامه جوان