סיקור מקיף

אושר ניסוי של חוקרים ישראלים לבירור גודלם של הפרוטונים במאיץ החלקיקים PSI

מאיץ החלקיקים בשוויץ הוא אתר מבוקש ביותר לביצוע ניסויים מכל רחבי העולם. תהליך אישור הניסויים המתבצעים במאיץ והוצאתם לפועל הוא מורכב מאוד, ודורש את אמונם של גורמים בינלאומיים רבים.

ד"ר גיא רון. צילום: האוניברסיטה העברית
ד"ר גיא רון. צילום: האוניברסיטה העברית

מאיץ החלקיקים בשוויץ הוא אתר מבוקש ביותר לביצוע ניסויים מכל רחבי העולם. תהליך אישור הניסויים המתבצעים במאיץ והוצאתם לפועל הוא מורכב מאוד, ודורש את אמונם של גורמים בינלאומיים רבים. שעת הרצה של מאיץ החלקיקים מוערכת במאות אלפי יורו ולכן נערכת בדיקה מקדימה באשר לשאלת נחיצות הניסוי להמשך ההתקדמות המדעית. קבוצת המחקר של ד"ר גיא רון מהאוניברסיטה העברית בירושלים בשיתוף שתי קבוצות מארה"ב, נבחרו להוביל ניסוי חדשני במאיץ והוכיחו שוב את המיקום החשוב של ישראל בעולם המדעי.

הניסוי שנבחר יעזור להבין שאלה חשובה בעולם הפיזיקה – גודלם של הפרוטונים. פרוטונים הם חלקיקים מוכרים בכל עולם המדע ועד לשנה האחרונה מדענים חשבו כי הם מכירים ומבינים אותם היטב. שני ניסויים נפרדים למדידת רדיוס הפרוטון, אשר בוצעו בשנים האחרונות, הניבו תוצאות שונות בצורה מובהקת ומעלות ספקות בנוגע להבנתם של פיזיקאים את אחת התיאוריות המבוססות והמוסכמות ביותר בפיזיקה המודרנית – התורה האלקטרומגנטית הקוונטית. היות והפרוטונים מהווים 75% מהחומר שנראה ביקום, הפער הניסיוני בגילוי הרדיוס (בכך המבנה) שלו פותח דלת לאפשרות של רענון חוקי הפיזיקה הבסיסיים ביותר.

לדברי ד"ר גיא רון, הניסוי שהם הציעו יעמיד במבחן את התוצאות השונות שהתקבלו בעבר בעזרת טכניקה חדשה שלא נחקרה עד כה, ומאיץ החלקיקים בשוויץ הוא האתר היחיד בעולם בו ניתן לבצע זאת.

גיוס כספים לניסוי אינו טריוויאלי שכן הקבוצות צריכות לשכנע בחשיבות הניסוי וביכולתם לממש אותו. למרות קיצוצים משמעותיים בתקציב האמריקאי למימון ניסויים מסוג זה, קרן המדע הלאומית האמריקאית ומשרד האנרגיה האמריקאי כבר העניקו את תמיכתם.

 

 

באותו נושא באתר הידען:

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

16 תגובות

  1. אהוד

    קוטר הפרוטון יכול להיות שונה בכמה עשרות אחוזים בלבד ממה שכתבתי.

    הקבועים האחרים מתפרשים על פני חמישים סדרי גודל.

    למרות זאת, החישוב שהבאתי של קוטר הפרוטון כגל עומד, מניב את הקוטר המשוער שלו בערך.

    צירוף מקרים? כמו בתיאוריית מקסוול שהפיקה את מהירות האור מתוך קבועי החשמל והמגנטיות מתוך מודל הידרודינמי שגוי של האתר?

  2. אהוד
    אתה כתבת שפרוטון הוא חלקיק קוונטי ולכן יש לו פונקצית גל.
    המשפט הזה שגוי, וברוח טובה ניסיתי לתקן אותך.
    שכחתי לרגע שאתה לעולם לא טועה…אתה צנוע מצד אחד ויודע הכל מצד שני. קטונתי……

  3. ישראל

    בתור הערכה הקרוב שאתה מבצע הוא נכון אבל מדובר רק בסדר גודל, ראשית הפרוטון הוא חלקיק מורכב, הוא מורכב משלושה קוורקים שנית פלקטואציות קוונטיות משפיעות על הרדיוס האופייני שלו. לכן בקרוב ראשון להתייחס לאורך הגל של הפרוטון כרדיוס שלו אבל התיקונים לכך הם יחסית גדולים.

  4. ניסים

    כרגיל אתה מצטט הפעם ספר לימוד במקום לחשוב בעצמך. נכון יש לאובייקטים קלסיים גם פונקציית גל אבל אין לכך שום השפעה על ידיעת הרדיוס שלהם, אי-הוודאות הנובעת מכך שיש להם פונרקציית גל קטנה בהמון סדרי גודל מהרדיוס שלהם, זאת בעוד שהרדיוס של חלקיקים קוונטים נקבע בלעדית על ידי תורת הקוונטים.

  5. בתורת הקוונטים: E = hf.

    בגלים אלקטרומגנטים λf = c, מהירות האור שוה לתדר הגל כפול אורכו.

    E=mc^2, איינשטיין.

    יוצא ש λ = h/mc.

    ז"א שאם נראה את הפרוטון כגל, הקוטר שלו יהיה הנוסחא למעלה.

    עכשיו:

    proton mass = 1.67262158 × 10^-27 kilograms.

    the speed of light = 299 792 458 m / s.

    Planck's constant = 6.626068 × 10^-34 m2 kg / s.

    יוצא שקוטר הפרוטון הוא בערך 1.2x 10^-15מטר.

    לא יודע אם זה אומר משהו, אך זהו אכן הקוטר המשוער של הפרוטון.

    וגם האנליזה המימדית יוצאת בסדר.

  6. פונקציונר
    למדתי את זה בתואר השני שלי. ספר הלימוד היה: Comprehensive Physics for Engineers
    של נארינדר קומר.

    אשמח לתת מקורות לכל ה"קשקושים" שלי. אולי בסוף באמת תדע משהו 🙂

  7. ניסים
    איפה למדת את זה, בתוכנית "בוקר טוב" עם דנה רון? כמו שאר הדברים שאתה מקשקש עליהם?

    פונקציית גל יש לחלקיק קוונטי. ולא "לכל עצם".
    באותה מידה יכולת לכתוב שכל היקום הוא פונקציית גל.

  8. אהוד
    לפע מה שאני למדתי, לכל עצם יש פונקצית גל, לא רק לחלקיקים קטנים. פרט לכך – השאלה טובה.

  9. פב כבר נכנסים לשאלה מה מהגדיר את הפרוטון, המטען שלו או המסה שלו וכדומה, ויתכן שלכל תכונה יש רדיוס אחר.

  10. היה טוב אם היו מסבירים לציבור הרחב מה הכוונה ברדיוס הפרוטון. הפרוטון הוא חלקיק קוונטי וליפכך יש לו פונקציית גל הוא אינו כדור קשיח (קלאסי), לפיכך יש טעם להסביר מה הכוונה ברדיוס הפרוטון והסבר על מה הניסויים שנעשו למדוד אותו. אם איני טועה הנסיויים שנמצאים בסתירה אחד עם השני בוצעו על ידי השוואה של תוצאות פיזור אלקטרון על פרוטון לעומת פיזור של מיואון על פרוטון. אשמח לשמוע הרחבה על כך.

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

לוגו אתר הידען
דילוג לתוכן