برخورد دهنده هادرونی بزرگ برای اولین بار به یک اتمِ کامل شتاب داد

دانشمندان موفق شده اند از طریق برخورد دهنده هادرونی بزرگ (LHC) که در آزمایشگاه تحقیقاتی سِرن (CERN) سوئیس قرار دارد، یک هسته اتمی با الکترون آن را شتاب دهند و البته بدون اینکه الکترون از آن جدا شود.

به طور خلاصه هدف برخورد دهنده هادرونی بزرگ این است که ذرات زیر اتمی (ذرات کوچکتر از اتم) را با انرژی هایی که به طور معمول در زمین غیر قابل دسترس هستند ایجاد کند. امید می رود به این ترتیب پرده از رازهای بنیاد هستی برداشته شود.

برخورد دهنده هادرونی بزرگ به طور معمول به پروتون ها، این ذرات با بار مثبت هسته اتم ها شتاب می دهد. معمولاً هسته ها در بین الکترون های با بار منفی حبس شده اند، اما در تحقیق جدید دسته ای از اتم های سرب (از نظر فنی یون های آنها) با سرعت نزدیک به نور به همراه حداقل یک الکترون متصل، در شتاب دهنده حرکت کرده اند. محققان امید دارند روزی اتم های شتاب یافته را در آزمایش های بعدی خود به کار ببرند.

شتاب دادن به هسته سرب در حالی که تنها یک الکترون برای آن باقی مانده، چالش برانگیز است. دلیل این موضوع به حساسیت این اتم ها باز می گردد. به عبارتی به راحتی امکان جدا شدن الکترون وجود دارد و در صورتی که این اتفاق بیفتد هسته از هم می پاشد و با دیواره ها برخورد می کند، زیرا دیگر بار آن با میدان مغناطیسی برخورد دهنده هماهنگ نیست.

در اولین آزمایش، 24 اتم تزریق شد و برای یک ساعت داخل برخورد دهنده هادرونی بزرگ جریان اتمی کم انرژی پایداری ایجاد شد. در ادامه قدرت برخورد دهنده به حداکثر افزایش یافت و این دستگاه به مدت حدود 2 دقیقه از جریان حرکت اتم ها نگه داری کرد.

پس از این مدت به منظور جلوگیری از صدمه دیدن برخورد دهنده و آهنربا های آن، جریان اتم ها خارج شدند. پس از راه اندازی مجدد آهنرباها تنها 6 پیوند ارسال شدند و این بار برای مدت 2 ساعت دسته اتم ها به چرخش خود ادامه دادند.

پیش بینی شده که این جریان حرکت با سرعت بالا داخل برخورد دهنده مورد بحث حداقل می تواند تا 15 ساعت ادامه پیدا کند و البته محققان در پی یافتن روش هایی برای افزایش این میزان به 40 ساعت هستند.

این آزمایش علاوه بر این که اولین در نوع خود بوده، در واقع اثبات مفهوم برای پیشنهادی بوده که بر اساس آن به طور بالقوه می توان برخورد دهنده هادرونی بزرگ را به یک کارخانه ایجاد پرتو گاما بدل کرد. اگر این موضوع محقق شود، این برخورد دهنده قادر خواهد بود پر انرژی ترین نوری که تا کنون به دست بشر تولید شده را ایجاد کند. این نور می تواند برای آزمایش های پیشرفته دیگر از جمله پژوهش در حوزه ماده تاریک به کار رود.

تماشا کنید: پلان؛ تلاش محقق ایرانی برای انتقال انرژی از فضا به زمین