جنيف – قدم الباحثون في أكبر معجل للجسيمات في العالم في سويسرا مقترحات لإنشاء مصادم فائق جديد أكبر بكثير.
هدفها هو اكتشاف جسيمات جديدة من شأنها أن تحدث ثورة في الفيزياء وتؤدي إلى فهم أكثر اكتمالا لكيفية عمل الكون.
وفي حالة الموافقة عليها، ستكون أكبر بثلاث مرات من الآلة العملاقة الحالية.
لكن سعرها البالغ 12 مليار جنيه استرليني أثار بعض الدهشة، حيث وصف أحد النقاد الإنفاق بأنه “متهور”.
وستأتي هذه الأموال – التي تمثل فقط تكلفة البناء الأولية – من الدول الأعضاء في المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية (سيرن)، بما في ذلك المملكة المتحدة، وقد تساءل بعض الخبراء عما إذا كان ذلك منطقيًا من الناحية الاقتصادية.
كان أكبر إنجاز لمصادم الهادرونات الكبير (LHC) هو اكتشاف جسيم جديد يسمى هيغز بوسون في عام 2012. ولكن منذ ذلك الحين، أثبت طموحه لتعقب اثنين من الكأس المقدسة في الفيزياء – المادة المظلمة والطاقة المظلمة – بعيد المنال. ويعتقد بعض الباحثين أن هناك خيارات أرخص.
يُطلق على الآلة الجديدة اسم المصادم الدائري المستقبلي (FCC). وقالت المديرة العامة لسيرن، البروفيسور فابيولا جيانوتي، لبي بي سي نيوز إنه في حالة الموافقة عليها، ستكون “آلة جميلة”.
“إنها أداة ستسمح للبشرية باتخاذ خطوات هائلة للأمام في الإجابة على أسئلة الفيزياء الأساسية حول معرفتنا بالكون. وقالت: “ولتحقيق ذلك نحتاج إلى أداة أكثر قوة لمعالجة هذه الأسئلة”.
يذهب بالاب غوش وكيت ستيفنز داخل أكبر مسرع للجسيمات في العالم لمعرفة سبب رغبة العلماء في الحصول على مسرع أكبر.
يتكون المصادم LHC من نفق دائري تحت الأرض يبلغ محيطه 27 كيلومترًا. إنه يسرع الجزء الداخلي من الذرات (الهدرونات) في اتجاه عقارب الساعة وعكس اتجاه عقارب الساعة إلى سرعات قريبة من سرعة الضوء وفي نقاط معينة يصطدم بها معًا بشكل أقوى من أي جهاز آخر لتحطيم الذرات في العالم.
تساعد الجسيمات دون الذرية الأصغر حجمًا التي خلفتها الاصطدامات العلماء على معرفة مكونات الذرات وكيفية تفاعلها مع بعضها البعض.
كان اكتشاف المُصادم الفائق لجسيم هيغز بوسون منذ أكثر من 10 سنوات بمثابة إنجاز كبير.
لقد تنبأ الفيزيائي البريطاني بيتر هيجز بوجود لبنة البناء التي تعطي جميع الجسيمات الأخرى في الكون شكلها في عام 1964، ولكن لم يتم اكتشافها إلا في مصادم الهادرونات الكبير (LHC) في عام 2012. وكان هذا هو الجزء الأخير من أحجية النظرية الحالية. في الفيزياء دون الذرية، وهو ما يسمى النموذج القياسي.
الاقتراح هو أن يتم بناء لجنة الاتصالات الفيدرالية الأكبر على مرحلتين. الأول سيبدأ العمل في منتصف أربعينيات القرن الحالي وسيعمل على تصادم الإلكترونات معًا. ومن المأمول أن تنتج الطاقة المتزايدة أعدادًا كبيرة من جسيمات هيغز ليقوم العلماء بدراستها بالتفصيل.
وستبدأ المرحلة الثانية في سبعينيات القرن الحالي، وستتطلب مغناطيسات أكثر قوة، ومتقدمة جدًا لدرجة أنه لم يتم اختراعها بعد. وبدلاً من الإلكترونات، سيتم استخدام البروتونات الأثقل في البحث عن جسيمات جديدة.
سيكون حجم لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC) تقريبًا ثلاثة أضعاف محيط LHC، أي 91 كيلومترًا وعمقًا أكبر مرتين.
ذلك لأن مصادم الهادرونات الكبير، الذي كلف بناؤه 3.75 مليار جنيه استرليني، وبدأ تشغيله في عام 2008، لم يتمكن بعد من العثور على جسيمات من شأنها أن تساعد في تفسير 95% من الكون.
لا يزال العلماء يبحثون عن أمرين مجهولين كبيرين – قوة تسمى الطاقة المظلمة التي تعمل بشكل معاكس للجاذبية، وتدفع الأجسام في الكون مثل المجرات بعيدًا عن بعضها البعض. والأخرى هي المادة المظلمة، التي لا يمكن اكتشافها ولكن يتم الشعور بوجودها من خلال الجاذبية.
يخبرنا البروفيسور جيانوتي: “إننا نفتقد شيئًا كبيرًا”.
وتقول إن هناك حاجة إلى لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC) لأن اكتشاف هذه الجسيمات المظلمة سيؤدي إلى نظرية جديدة أكثر اكتمالاً لكيفية عمل الكون.
منذ أكثر من 20 عامًا، توقع العديد من الباحثين في سيرن أن المصادم LHC سيعثر على هذه الجسيمات الغامضة. لم يحدث ذلك.
يقول النقاد، مثل الدكتورة سابين هوسنفيلدر من معهد فرانكفورت للدراسات المتقدمة، إنه لا يوجد ضمان لنجاح المصادم الجديد.
وقالت: “فيزياء الجسيمات هي مجال بحثي كبير وممول بشكل جيد لأسباب تاريخية، بعد أن تطورت من الفيزياء النووية، وهي بحاجة إلى تقليصها مرة أخرى إلى حجم معقول، ربما عُشر حجمها الحالي”.
وقال البروفيسور السير ديفيد كينج، كبير المستشارين العلميين السابق للحكومة البريطانية، لبي بي سي نيوز إنه يعتقد أن إنفاق 12 مليار جنيه استرليني على المشروع سيكون “متهورًا”.
“عندما يواجه العالم تهديدات من حالة الطوارئ المناخية، أليس من الحكمة توجيه هذه الأموال البحثية إلى المساعي الرامية إلى خلق مستقبل يمكن التحكم فيه؟”
وهناك أيضًا جدل بين علماء فيزياء الجسيمات أنفسهم حول ما إذا كان المصادم الدائري العملاق هو الخيار الأفضل.
وقال البروفيسور إيدان روبسون من جامعة جلاسكو لبي بي سي نيوز إن المصادم المبني في خط مستقيم سيكون أرخص.
“هناك ثلاث مزايا رئيسية. أولاً، يمكن تصنيع الآلة الخطية خطوة بخطوة. ثانيًا، سيكون ملف التكلفة مختلفًا إلى حد ما – لذا فإن المرحلة الأولية ستكون أقل تكلفة، وثالثًا يكون النفق أقصر، ويمكنك قال: “افعل ذلك بشكل أسرع”.
لكن لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC) هي الخيار المفضل لـ Cern. إنه نتيجة مشاورات واسعة النطاق بين علماء الفيزياء في أوروبا وفي جميع أنحاء العالم، وهو الآن بصدد قياس رد الفعل على اقتراحه من الدول الأعضاء، التي سيتعين عليها دفع ثمن الآلة الجديدة. – بي بي سي
