دیوید شیگا ـ شتاب‌دهنده غول‌آسای LHC، پس از توقف برخوردهای امسال در قلمرو حسگرهای اطلس و CMS به‌منظور کشف ردپای ذره هیگز بوزون، که گمان می‌رود عامل بنیادین القای جرم در جهان کوانتومی است، از روز پنجم نوامبر، به مدت چهارهفته متوالی دست به بررسی اوضاع نخستین و مرموز پس از پیدایش هستی، با دقتی بی‌سابقه خواهد زد.
فعالیت اصلی این شتاب‌دهنده که برخورد دادن پروتون‌های پرسرعت در طول سال میلادی جاری بود، طبق برنامه در روز سی‌ام اکتبر به‌طور موقت به پایان رسید. در این مدت، حدود ۴۲۰ تریلیون برخورد در LHC به ثبت رسید که چیزی در حدود سه برابر کلیه برخوردهایی است که در جریان آخرین تلاش بزرگ دانشمندان برای کشف ذره هیگز تا پیش از احداث LHC انجام شده بود.
حال که پژوهشگران مشغول تجزیه و تحلیل داده‌های تازه این شتاب‌دهنده می‌شوند، LHC برای برخورد دادن هسته‌های اتم سرب آماده می‌شود. این برخورد‌ها، با هدف بازسازی اوضاع حاکم بر هستی در اولین لحظات پس از پیدایش، به تولید توده‌های فوق‌العاده چگال و داغی از ماده در قلب حسگر «آلیس» (ALICE) خواهد انجامید. (رجوع کنید به «آلیس در سرزمین عجایب») نمونه‌های آزمایشی این برخورد‌ها در سال گذشته نشان از تولید «پلاسمای کوارک- گلوئونی» (QGP) داده بود؛ حالتی شگفت‌انگیز از ماده که در آن کوارک‌ها- به حالت جفتی یا سه‌گانه- می‌توانند آزادانه در فضا شناور شوند. این حالت از ماده، پیش‌تر نیز در «برخورددهنده نسبیتی یون‌های سنگین» (RHIC)، وابسته به آزمایش ملی بروکهیون نیویورک هم بازسازی شده بود، اما برخوردهای فوق‌العاده پرانرژی‌تر LHC، امکان تولید دماهای بیشتر و در نتیجه وضعیتی طبیعی‌تر از این پلاسمای منحصربه‌فرد را فراهم خواهد آورد.
«اساساً در حال نزدیک شدن به لحظه انفجار بزرگ هستیم». این جمله را گرگ لندزبرگ (Greg Landsberg) از دانشگاه براون، و سرپرست علمی حسگر CMS، که یکی از دو حسگر اصلی LHC است، می‌گوید. پژوهشگران امیدوارند حجم داده‌های حاصل از برخوردهای سربی امسال، حدود ۱۰ برابر داده‌های مشابه سال گذشته باشد، تا بدین‌وسیله شرایط کنکاش دقیق‌تر در پلاسمای کوارک- گلوئونی فراهم آید. آن‌ها درصدد پاسخ گفتن به این پرسش هستند که چگونه رفتار ماده با بازسازی دماهای سرسام‌آور حاکم بر محیطی نظیر پلاسمای کوارک-گلوئونی، دچار دگرگونی می‌شود.
قرار است دانشمندان، یون‌های سرب را به پروتون‌ها هم برخورد دهند. چنین کاری، پیش‌تر هرگز در این شتاب‌دهنده امتحان نشده بود. آمار فرآورده‌های حاصل از این برخوردهای پروتون- یونی، در مقایسه با تصادم متقابل یون‌های سرب کمتر است. لذا می‌توان از این داده‌ها به‌عنوان مرجعی برای تفسیر فرآورده‌های حاصل از برخوردهای سربی استفاده کرد.
به‌گفته لیندزبرگ، LHC بار دیگر در اوایل دسامبر سال جاری به خوابی سه‌ماهه فروخواهد رفت و در مارس ۲۰۱۲ با انرژی پایه ۸ تراالکترون‌ولت به ازای هر برخورد پروتونی (در مقایسه با انرژی پایه ۷ تراالکترون‌ولت در طول امسال) بیدار خواهد شد. این انرژی بیشتر، حساسیت حسگر‌ها به ذره هیگز بوزون را تا حدود ۳۰ درصد ارتقا خواهد بخشید و می‌تواند حتی نشانه‌هایی از ذرات ابرمتقارن را (در صورت وجود) پیدا کند؛ ذراتی که در قالب نظریات الحاقی به مدل استاندارد ذرات بنیادی معنا پیدا می‌کنند.
منبع: NewScientist
توضیح تصویر:
شبیه‌سازی برخورد یون‌های سرب در حسگر آلیس. مسیرهای زرد، مسیر ذرات تولیدی حاصل از برخورد است / منبع: CERN