http://phy412.blogfa.com

اخبار فيزيك+نانو+فيزيك حالت جامد+ نجوم(دانشگاه سمنان)

سرن بزرگترين مركز تحقيقات فيزيك هسته اي جهان

و اما سرن چيست؟ كجاست؟


سرن(CERN) بزرگترين مجموعه آزمايشگاهي دنيا در زمينه فيزيك ذرات بنيادي و فيزيك هسته اي است.اين مجموعه عظيم و منحصر بفرد در حاشيه شهر ژنو سوئيس در شهر ميرين و در مرز مشترك فرانسه و سوئيس واقع شده است.سرن در 29 سپتامبر سال 1954 ميلادي توسط سازمان اروپائي تحقيقات هسته اي شكل گرفته و در طي اين مدت نزديك53 سال توانسته نقش بسيار موثري در رشد و توسعه علم فيزيك داشته باشد.تحقيقات و آزمايشها و پژوهشهاي انجام شده در اين مركز و كسب جوايز متعدد توسط دانشمندان و پژوهشگران فعال اين مركز معتبر علمي دنيا(از جمله6 جايزه نوبل) خود نشان از اهميت سرن در عرصه تبادلات علمي دنيا دارد.



دولت سوئيس بعنوان پايه گذار اصلي سرن (به همراه 11 كشور اروپائي ديگر)در پنجاهمين سال تاسيس سرن و بعنوان هديه، مركزى به نام «جهان علم و نوآورى» را كه يك مركز شبكه اى جديد و نيز مكانى براى بازديد علاقه مندان است، به اين سازمان اهدا كرد.
در اين مركز تحقيقات فيزيك هسته اي و ذرات بنيادي كه مهمترين هدف آن "كشف رازهاى مبداء جهان"تعريف شده است هم اينك بيش از 3000 فيزيكدان و مهندس بعنوان كاركنان مقيم در زمينه هاي مختلف نظري و آزمايشگاهي مشغول بكار هستند.در سرن همچنين بيش از 6500 دانشمند از 500دانشگاه از 80كشور دنيا بصورت بازديدهاي كوتاه مدت به سرن مي آيند كه خود نشان از همكاري بزرگ و بي نظير علمي دانشمندان و پژوهشگران عرصه علمي جهان دارد. به گفته «چارلز كلايبر» وزير علوم و پژوهش هاى سوئيس، در50 سال گذشته سازمان اروپايى تحقيقات هسته اى كانون همايش و ملاقات دانشمندان مختلف جهان با ريشه هايى از تمامى ملت ها، فرهنگ ها، مذاهب و اقوام بوده است. كلايبر در مراسم جشن پنجاهمين سالگرد تاسيس «سرن» گفت: "در اين مركز مناقشات و دشمنى هاى سياسى به هيچ وجه راه ندارد و حكمفرمايى همين روحيه باعث شده است اين سازمان بتواند در چگونگى شكل گيرى تفكر انسان نسبت به طبيعت و آغاز جهان كمك هاى قابل ملاحظه اى داشته باشد".
به جز سوئيس 11كشور اروپائي ديگر كه در تاسيس پروژه سرن همكاري داشتند عبارت بودند از:
بلژيك،دانمارك،آلمان،فرانسه،يونان،بريتانياي كبير،ايتاليا،يوگسلاوي،هلند،نروژ و سوئد.
و البته بعدها نيزكشورهاي اطريش (۱۹۵۹)، اسپانيا (۱۹۶۱-۱۹۶۸ و بعد ۱۹۸۳)، پرتغال (۱۹۸۶)، فنلاند (۱۹۹۱)، لهستان (۱۹۹۱)، مجارستان (۱۹۹۲)، جمهوري چك (۱۹۹۳)، اسلوواكي (۱۹۹۳) و سرانجام بلغارستان (۱۹۹۹) به عضويت آن درآمدند.
اين كشورها اعضاي اصلي اداره كننده سرن هستند و از لحاظ اداري-مالي تامين كننده عمده هزينه هاي مالي سرن هستند.اين كشورها ساليانه حداقل مبلغي بالغ بر 5ميليون يورو پرداخت ميكنند كه صد البته بسياري از اين كشورها علاوه بر مبلغ حداقل فوق جهت هزينه هاي بسياري از پروژه هاي سرن بصورت مستقيم و غير مستقيم مبالغ ديگري در نظر ميگيرند مثل آلمان و ايتاليا تاكنون فقط براي يكي از پروژه هاي سرن به اسم (LHC) تاكنون بيش از300ميليون يورو هزينه كرده اند.
بزرگترين برنامه كنوني سرن،علاوه بر تحقيقات گوناگون در زمينه فيزيك هسته اي و ذرات بنيادي،اجراي پروزه بزرگ LHC (Large Hadron Collider) يا همان" ابرتصادم گر هادرونى"است كه بعنوان بزرگترين پروژه تحقيقاتي جهان شناخته ميشود. ابرتصادم گر هادرون يك شتاب دهنده  ذرات با انرژى و پيچيدگى بى نظير و بى سابقه است كه نتيجه آن همكارى و مشاركت جهانى براى آشكارسازى بخش جديد پنهانى از حقيقت است.

دسته دوم از كشورهاي مشاركت كننده در سرن،شش كشور آمريكا،روسيه،ژاپن،تركيه،هند و دولت اسرائيل هستند كه بعنوان ناظر در سازمان تحقيقات هسته اي سرن حضور دارند.اين كشورها هم سهم و مشاركت فعالي در انجام پروژه هاي تحقيقاتي سرن و همچنين در تامين هزينه هاي مالي و تجهيزات سرن دارند.براي مثال تاكنون ايالات متحده رقمي بالغ بر يك ميليارد دلار براي پروژه LHC هزينه كرده است.
و اما دسته سوم از كشورهاي مشاركت كننده در سرن،كشورهاي غير عضو سازمان اروپائي تحقيقات هسته اي هستند كه در برنامه هاي مختلف تحقيقاتي سرن مشاركت دارند.اين دسته كه شامل 26كشور است عبارتند از:
الجزاير،آرژانتين،ارمنستان،آذربايجان،بلاروس،برزيل،چين،كانادا،كرواسي،قبرس،استوني، گرجستان، ايسلند،
ايرلند،مكزيك،مراكش ،پاكستان، پرو، روماني، صربستان ،اسلوني،آفريقاي جنوبي،كره جنوبي،تايوان،اوكراين و ايران.
اين كشورها بسته به توانائي هاي علمي و تحقيقاتي خود مي توانند در پروژه هاي آزمايشگاهي و نظري سرن شركت مي كنند.در حقيقت،عمده ترين بهره اين كشورها از همكاري با سرن،تماس نزديك و خارج از محدوديت هاي متداول (سياسي) با تكنولوژي نوين و كسب مستقيم و بي واسطه دانش علمي و فني است.
 
بعد از عضويت رسمي ايران در سرن در سال2001 ميلادي و همكاري با سرن در زمينه پروژه بزرگ LHC و ساخت و تامين قطعاتي از اين پروژه هم اينك هفت پژوهشگر و سه دانشجو دوره دكترا در زمينه فيزيك ذرات بنيادي در سرن مشغول پژوهش و تحقيقات هستند و همچنين قرار است دو دانشجوي ديگردوره دكترا به اين جمع اضافه شود.لازم به ذكر است كه مشاركت انفرادي فيزيكدانان ايراني در سرن به قبل از سال2000 بر مي گردد.
                                                                                       

پيش از اين درباره شتابدهنده خوشه هاي پروتوني LHC با محيطي بالغ بر 27 كيلومتر به مختصر گفته شد كه بزرگترين پروژه تحقيقاتي جهان به شمار ميرود.هدف از پروژه LHC ساخت دو پر انرژي پروتوني با انرژي بيش از Tev 7 است كه با برخورد دادن اين دو پرتو و آشكارسازي ذرات حاصل از اين برهمكنش آنها ساختار دروني مواد و ذرات بنيادي سازنده آنها شناخته شود.پروژه LHC با بودجه اي بالغ بر شش ميليارد دلار از سال1995 شروع شده و راه اندازي آن و شروع آزمايشهاي مربوطه براي انتهاي سال 2007 پيش بيني شده است. بد نيست بدانيد كه هزينه ساختماني كه اين شتابدهنده در آن نصب مي شود بالغ بر 500 ميليون فرانك سوئيس است و پيش بيني مي شود كه هزينه نهائي آن بعد از انجام تمام مقدمات و آزمايشات در نهايت بالغ بر 10ميليارد يورو شود.جزئيات بيشتر از ساختار و نحوه كار LHC موضوعي نيست كه ما بدنبال آن باشيم بلكه ميخواهيم نقش و فعاليت ايران را در ساخت اين پروژه عظيم تحقيقاتي جهان مورد بررسي قرار دهيم.

قبل از هر چيزي لازم است بدانيد كه براي پروژه LHC،چهار آزمايش بزرگ با آشكارسازهاي بسيار زياد طراحي شده است كه در چهار محل تلاقي دو پرتو پروتوني قرارگرفته اند.اين آزمايشها عبارتند از:
LHCB-ALICE-CMS-ATLAS
هر كدام از اين آزمايش هاي چهارگانه شامل مجموعه عظيمي از آشكارسازهاست كه كار ساخت آنها توسط مراكز تحقيقاتي مختلف و دانشگاهها و شركت هاي بزرگ صنعتي در سراسر جهان در حال اجراست.
آزمايش CMS (Compact Muon Solenoid) يكي از چهار آزمايش بزرگ پروژه LHC است.همكاري ايران در اين آزمايش در اولين قدم با ساخت قسمتي مكانيكي از آزمايش CMS با عنوان"ميز نگهدارنده اين آشكار ساز HF و محفظه استوانه اي پوشاننده آن"و با نظارت مهندسان سرن و با انتقال دانش فني مربوطه به شركت هپكو اراك بعنوان مجري اين آزمايش به انجام رسيد. اين ميز بايد بتواند قطعاتي به وزن حدود 200 تا 300 تن را تحمل كند كه اجزاي آن با فاصله ميليمتري از يكديگر باز و بسته مي شوند. اين ميز در حقيقت يك دستگاه مكانيكي با تولرانس بسيار بالا به شمار مي رود كه هزينه ساخت آن نيز برعهده ايران است.(مبلغي بالغ بر 600 ميليون تومان) دكتر محمد محمدي، متخصص فيزيك ذرات بنيادي و سرپرست گروه سازنده شتاب دهنده سرن در ژنو، كه از طرف دانشگاه فلوريدا اين مأموريت را عهده دار شده است در اين زمينه مي گويد:«براي ايران، موضوع اصلي فعاليت هاي پژوهشي از اين قبيل، دستيابي به منافع اقتصادي آني نيست، بلكه منفعت اصلي، دستاوردهاي علمي است كه از طريق مشاركت در يك پروژه علمي بين المللي، آن هم در بالاترين سطح پژوهش در حوزه فيزيك ذرات بنيادي نصيب كشورمان مي شود.»
همچنين براي آزمايش CMS چهار لايه مختلف از آشكارسازهاي RPC در دو قسمت انتهائي استوانه آن در نظر گرفته شده است كه بايد سه لايه آن براي سال2007 ميلادي و لايه چهارم براي آزمايش سال2010 آماده باشند.در ساخت PRC هايCMS چهار كشور ايتاليا،كره جنوبي،چين و پاكستان همكاري ميكنند.در مورد ساخت لايه چهارم PRC هايCMS هم اكنون كشورهاي هند،ايران،كره و پاكستان مشغول بررسي براي قبول مسئوليت هستند و در نهايت با همكاري كشور ايتاليا انجام خواهد شد.
در صورت موفقيت ايران در كسب مسئوليت ساخت RPCهاي لايه چهارمCMS در داخل كشور،اين پروژه اولين مشاركت آزمايشگاهي ايران در يك آزمايشگاه بزرگ بين المللي خواهد بود.


در اين نوشتار سعي شد تا حد امكان از روي آوردن به مباحث تخصصي فيزيك ذرات بنيادي و همچنين فيزيك هسته اي و مبحث شتابدهنده ها و معرفي آنها پرهيز شود و هدف اصلي نويسنده معرفي خوانندگان و كاربران عزيز با سرن بعنوان بزرگترين مجموعه تحقيقاتي و آزمايشگاهي جهان در زمينه فيزيك ذرات بنيادي و همچنين پروژه هاي آن و نقش و همكاري ايران در انجام اين مهم بود.اميدوارم كه اين مقاله مورد مفيد واقع شده باشد.
در تهيه اين نوشتار از منابع مطالعاتي و پايگاههاي اطلاع رساني ويكي پديا،روزنامه شرق،سايت رسمي مركز تحقيقاتي سرن،پايگاه اينترنتي و خبرنامه داخلي مركز تحقيقات فيزيك نظري ايران(IPM) استفاده شده است.

     در ادامه توجه شما را به مصاحبه ای با دکتر خرمیان دانشیار فیزیک دانشگاه سمنان جلب می کنیم

دکتر خرمیان دانشمند ايراني حاضر در آزمايش «سرن» گفت: دانشمندان طي سال‌هاي آينده مي‌توانند به راز شكل‌گيري كائنات پي ببرند.




علي خرميان كه به عنوان تنها دانشمند ايراني شركت كننده در آزمايش جهاني سرن از اين سفر علمي بازگشته است، در گفتگو با خبرنگار فارس در سمنان درباره محتواي اين سفر علمي افزود: دانشمندان معتقدند با انجام سلسله آزمايشاتي از اين دست مي‌توان به راز شكل‌گيري كائنات پس از واقعه مهبانگ اوليه كه منجر به ايجاد و پيدايش جهان كائنات شد، پي برد.
وي تصريح كرد: اين سازمان با مشاركت و سرمايه‌گذاري چند دانشگاه و موسسه معتبر علمي جهان پس از سال‌ها كار و تلاش موفق به ساخت تجهيزات لازم براي ساخت شتاب‌دهنده و انجام اين آزمايش تاريخي شد.
اين دانشمند ايراني كه داراي درجه دكتراي فيزيك هسته‌اي است، ادامه داد: محل اين آزمايش در مرز سوئيس و فرانسه در تونلي به طول 27 كيلومتر و در عمق 100 متري زمين بود.
خرميان گفت: هزينه ساخت و فراهم كردن تجهيزات لازم براي انجام اين آزمايش بالغ بر 9 ميليارد دلار بود.
وي در خصوص چگونگي و نحوه انجام اين آزمايش اضافه كرد: به طور خلاصه و ساده بايد گفت در تونل تعبيه شده توسط شتاب‌دهنده‌اي موسوم به «هادرون» اشعه‌هاي پروتون در مراحلي كمتر از يك ساعت شليك شدند و دو شعاع پروتوني در يك زمان و در جهات گوناگون براي بازسازي لحظه پس از انفجار بزرگ كيهاني كه دانشمندان معتقدند باعث شكل‌گيري جهان كائنات شده است، به هم شليك شدند.
دانشمند ايراني حاضر در آزمايش «سرن» اظهار داشت: اين آزمايش كه به عنوان بزرگ‌ترين آزمايش فيزيكي تاريخ بشر نام گرفت، با حضور هزاران تن از دانشمندان جهان انجام شد.
خرميان در خصوص نقش ايران در انجام اين آزمايش جهاني گفت: طراحي و ساخت قطعات مهم دتكتورهاي قوي براي تحقق هر يك از آزمايشات چهارگانه اين شتاب‌دهنده برعهده چند دانشگاه معتبر جهان و موسسات علمي مطرح در سطح جهاني بود كه ايران نيز در ساخت قسمت‌هايي از تجهيزات مربوط به آزمايش‌ CMS مشاركت داشت.
وي اضافه كرد: بيش از 10 هزار پژوهشگر و دانشمند قرار است در سال‌هاي آينده با اين شتاب‌دهنده آزمايشات خود را انجام دهند.
دانشيار گروه فيزيك دانشگاه سمنان افزود: سال‌هاست كه دانشمندان از شتاب‌دهنده‌هاي كوچك براي مطالعه اتم استفاده مي‌كنند و كمتر از 100 سال پيش دانشمندان بر اين باور بودند كه پروتون‌ها و نوترون‌ها، ريزترين اجزاي تشكيل‌دهنده يك اتم هستند.
خرميان افزود: از آن زمان تاكنون آزمايش‌هاي علمي نشان داده‌اند كه خود اين ذرات نيز از ذرات كوچك‌تري مانند كوارك و گلوئون تشكيل شده‌اند.
وي درباره علت و چرايي انجام اين آزمايش جهاني نيز اظهار داشت: حدودا ما از 100 سال پيش با تئوري نسبيت و مكانيك كوانتوم كار مي‌كنيم و از 20 سال پيش تاكنون هيچ تحركي در تئوري‌هاي فيزيكي نداشته‌ايم.
عضو پژوهشگاه دانش‌هاي بنيادي كشور گفت: دانشمندان اميدوارند با كمك اين شتاب‌دهنده غول پيكر، اطلاعات تازه‌اي درباره اجزاي تشكيل‌دهنده ماده و نيروهايي كه آنها را به هم متصل مي‌كنند، به دست آورند.
خرميان اظهار داشت: جهان ميلياردها سال است كه اين فعل و انفعالات را انجام مي‌دهد و اكنون قرار است اين عمل به صورت مصنوعي براي پي بردن به راز خلقت و چگونگي به وجود آمدن جهان كائنات با كمك شتاب‌دهنده هادرون انجام گيرد.
وي همچنين با اشاره به اهميت و تاثير تحقيقات در پيشرفت علمي كشور گفت: خوشبختانه در چند سال اخير هم اعتبارات پژوهشي كشور رشد داشته و هم اهميت دادن به بخش تحقيقات و پژوهش در كشور افزايش يافته است.
دانشمند ايراني حاضر در آزمايش «سرن» ادامه داد: با اين وجود باز هم نسبت به بسياري از كشورها واقعا عقب هستيم و در همين سفر تحقيقاتي از ايران فقط بنده به همراه چهار تن از دانشجويان دوره دكتراي فيزيك دانشگاه‌هاي صنعتي شريف و صنعتي اصفهان تنها محققان بخش فيزيك نظري مركز CERN بوديم در حالي كه تعداد محققان كشوري مثل تركيه در اين مركز 100 نفر بود.
دكتر علي خرميان در كارنامه علمي خود تاكنون 22 مقاله ISI و حدودا 50 مقاله علمي پژوهشي ارائه شده در كنفرانس‌هاي معتبر داخلي و خارجي، تاليف و ترجمه كتب و انجام طرح‌هاي پژوهشي متعددي دارد.

اما یک خبر جدید از سرن:اشکال فنی شتاب دهنده “بیگ بنگ” را تعطیل کرد

یک اشکال فنی دانشمندان را وادار کرده است ماشین عظیم ذره شکن را  را برای دست کم دوماه تعطیل کنند
سازمان پژوهش هسته‌ای اروپا (سرن) اعلام کرد  روز جمعه ۱۹ سپتامبر (۲۹ شهریور) یک نشت عمده هلیوم به درون تونل جایگاه بزرگترین و پیچیده‌ترین ماشینی که تا به حال بشر ساخته است، رخ داده است
سخنگوی سرن، جیمز جیلیس گفت برای حل کردن این مشکل، ماشین باید از درجه حرارت کاری آن از منهای ۲۷۱.۳ درجه سانتی‌گراد بالا برده شود
به خاطر این که این ماشین یک ماشین ابررسانایی است که در درجه حرارت بسیار پایین کار می‌کند، برای این که وارد آن شوندو آن را تعمیر کنند، مجبورندآن گرم کنند، و بعد دوباره آن را سرد کنند و این فرایند احتمالا دو ماه طول می‌کشد
سرن اعلام کرد که  ضوابط ایمنی شدید تضمین می‌کند که این اختلال کارکرد هیج خطری برای مردم ایجاد نمی‌کند.
 سازمان دهندگان این طرح مجبور شدند تا به شدت فعالیت کنند تا بر نظرات برخی از منتقدان غلبه کنند که می‌گقتند این آزمایش سیاهچاله‌های کوچکی با جلذبه شدید ایجاد خواهد کرد که می‌توانند کل سیاره را در خود ببلعد.
 هنگامی که این ماشین در حدود ۱۳روز پیش شروع  به کار کرد، دانشمندان به طور موفقیت‌آمیزی پرتوهای ذرات را به دور این شتاب‌دهنده چرخانده‌اند.

قدم بعدی این خواهد بود که پرتوهای ذرات را با یکدیگر برخورد دهند، تا تصادم‌های کوچکی در سرعت‌های نزدیک به سرعت نور رخ دهد.
سرن اعلام کرد که این اشکال فنی به علت اشکال در اتصال الکتریکی میان دو مغناطیس رخ داده است، که احتمالا در جریان بالای برق ذوب شده‌اند و این اشکال مکانیکی را به وجود آورده‌اند.
هنگامی که LHC یا حداکثر سرعت خود کار کند خواهد  توانست ثانیه‌ای ۶۰۰ میلیون برخورد میان پروتون‌هایی را که با سرعت ۹۹.۹۹ درصد سرعت نور در آن حرکت می‌کنند، به وجود آورد.

+ نوشته شده در  سه شنبه بیست و ششم آبان 1388ساعت 11:32  توسط عطيه باجلان at.bajalan@gmail.com   |