סיקור מקיף

מאיץ ההדרונים הגדול עומד להתחיל עולם חדש של פיסיקת חלקיקים

שדה פיסיקת החלקיקים עומד להכנס לשדה בלתי נודע עם התנעתו של מאיץ מאסיבי חדש – מאיץ ההדרונים הגדול LCH בז'נבה הקיץ. ב-10 בספטמבר ינסו מדעני LHC לשדר את קרן הפרוטונים הראשונה שתאיץ סביב מנהרת המאיץ

תרשים גלאי אטלס, על קיר הכניסה למתקן. (צילום: אבי בליזובסקי)
תרשים גלאי אטלס, על קיר הכניסה למתקן. (צילום: אבי בליזובסקי)

ה-LHC אמור להעמיד בניסוי תיאוריות הנמצאות בויכוח ביניהם, לאחר שיספק בוננזה של נתונים ניסיוניים בשנים הבאות. פריצת הדרך הפוטנציאלית עשויה לכלול הסבר לגורם המספק את מרבית המסה ביקום. אפשרויות אקזוטיות יותר כוללות עדויות לכוחות טבע חודשים או ממדים חבויים בחלל ובזמן.

עכשיו זה סופי: מאיץ החלקיקים החדש בטוח לשימוש

"LHC היא מכונת תגליות. איננו יודעים מה נמצא" אומר אברהם זיידן, פרופסור לפיסיקה ומנהל מכון סנטה קרוז לפיסיקת חלקיקים באוניברסיטת קליפורניה בסנטה קרוז. המכון נמנה על קבוצת המוסדות הראשונית המובילות את השתתפות ארה"ב ב-LHC. כמעט מחצית מקהילת פיסיקאי החלקיקים הנסיניים ממקדת את האנרגיה שלהם בגלאי אטלס ו-CMS, שני הגלאים הגדולים מתוך ארבעה המפוזרים לאורך מנהרת ה-LHC. חוקרי מכון סנטה קרוז עובדים בפרויקט אטלס מאז 1994. מדובר בצוות אחד מצוותים רבים של פיסיקאים ואסטרופיסיקאים מכל רחבי העולם ואשר פיתחו בסנטה קרוז במשך 20 שנה טכנולוגיות מתוכחמות למעקב אחר חלקיקים תת אטומיים עתירי אנרגיה.

קנה המידה של ה-LHC הוא ענק בכל קנה מידה – גודלו הפיזי, האנרגיות שהוא ישיג, וכמות הנתונים שהוא ייצר, וכן בעוצמתו של שיתוף הפעולה הבינלאומי שמעורב בתכנונו, בנייתו ותפעולו. בספטמבר קרני פרוטונים עתירי אנרגיה יחלו להקיף במנהרכ שאורכה 27 קילומטרים השוכנת 100 מטרים מתחת לפני השטח ב-CERN – המעבדה האירופית לפיסיקת חלקיקים שמרכזה בז'נבה שבשווייץ. לאחר תקופת ניסויים, הקרניים יחצו מסלולים בתוך הגלאים ויתרחשו ההתנגשויות הראשונות.

עוד לפני העלאת המדרגה לאנרגיה המקסימלית בתחילת 2009, יואצו הפרוטונים במאיץ שבז'נבה באנרגיות גבוהות יותר מאשר בכל מאיץ קודם. הרסיסים מההתנגשויות הללו – ממטרים של חלקיקים תת אטומיים שהגלאים יעקבו אחריהם ויתעדו אותם – יספקו תוצאות שיכולות לשנות באופן קיצוני את הבנתנו על העולם הפיזי.

בהרצאה בפני האגודה הפיסיקאלית האמריקנית סקר זיידן את תוכנית המחקר של ה-LHC, לרבות לוח זמנים משוער להגעה לאבני דרך עיקריות. אחד מאבני הדרך שמצפים להם היא לדוגמה גילויו של בוזון היגס, חלקיק היפוטתי שימלא את החלל הגדול במודל הסטנדרטי של פיסיקת החלקיקים המספק מסה לחלקיקי היסוד. לדעת זיידן, סביר להניח שיתגלה בשנת 2010. אך אין כמובן כל ערבות לכך שחלקיק זה אכן קיים או שאולי הטבע מצא לעצמו דרך אחרת ליצור מסה. "אני מקווה שנמצא משהו בלתי צפוי שעושה את העבודה עבור ההיגס" אמר זיידן.

מהבחינה הטכנית, בוזון היגס הוא בגדר הנחה שנועדה להסביר תכונה של אינטראקציה בין חלקיקים המוכרת כשבירת הסימטריה האלקטרו-חלשה ושה-LHC מבטיח להסביר את התופעה, לפי הפיסיקאי התיאורטיקן הווארד האבר. "אנו מתווכחים על כך כבר 30 שנה, ובדרך זו או אחרת ה-LHC יספר לנו כיצד מופיעה תופעת שבירת הסימטריה האלקטרו-חלשה. תהיה זו התקדמות בסיסית" אמר האבר, פרופסור לפיסיקה ב-UCSC. האבר ותיאורטיקנים אחרים בילו שנים בהדמיית הגרסאות השונות של הטבע, וחקרו את השלכותיהם, ותיארו במפורט מה יהיו העדויות שעלינו לחפש בין הנתונים שיפיק הניסוי ב-LHC. לא יהיה קל למצוא את בוזון היגס. ה-LHC יצטרך לייצר חלקיקים אלה בכמות נכבדה (אם הם קיימים), אך מרביתם לא ישאירו חותם ניכר בגלאים.

"מדובר במשחק קשה. ניתן לבצע אותו רק באמצעות ניתוחים סטטיסטיים מכיוון שיש תהליכים מוכרים נוספים שיכולים לחקות את האות של בוזון היגס" אמר האבר. העדויות גם עשויות לתמוך בתיאוריה חשובה אחרת – שאולי אפילו יתגלו קודם לכן. בדרכים רבות סופר סימטריה היא אפשרות מעניינת יותר מאשר בוזון ההיגס, כך לפחות טוען התיאורטיקן מייקל דין, פרופ' לפיסיקה ב-UCSC.

לכשעצמו, בוזון היגס הוא חלקיק די חידתי, כך שנוצרו גרסאות רבות לסוגים מסוימים של פיסיקה חדשה הנמצאת מעבר למודל הסטנדרטי. סופר סימטריה הסתדרה יפה עם כל מה שאנחנו יודעים עד כה, אמר דין. בנוסף לכוח המשיכה שכבר יש לה, הסופר סימטריה חוזה את נוכחותם של חלקיקים שיכולים לשמש מועמדים טובים להרכבת החומר האפל. האסטרונומים גילו עד כה את החומר האפל באמצעות ההשפעה הכבידתית שלו על כוכבים וגלקסיות, אך הם אינם יודעים מהו. חלקיקים שנצפו בידי הסופ רסימטריה שעשויים להימנות על החומר האפל ינתנו לזיהוי בידי ה-LHC כבר ב-2009. אמר זיידן. "בתחילה נצטרך לחפש אחד דברים שאנו מכירים מהמודל הסטנדרטי כדי להבטיח שהכל עובד כשורה. בתחילת 2009 נוכל להתחיל לחפש אחר דברים חדשים כגון הסופר סימטריה. אמר

בגלאי אטלס המאסיבי שאורכו 45 מטרים וגובהו 25 מטרים מעורבים כ-2,000 פיסיקאים מ-166 מכוני מחקר מכל רחבי העולם. הצוות של זיידן והמכון שבראשו הוא עומד היו אחראים לפיתוח חיישני הסיליקון והאלקטרוניקה לגלאי הפנימי של החיישן, המודד את מהירות החלקיקים הטעונים כשהם מגיעים לראשונה מאתר ההתנגשות (לעומת הישראלים השותפים דווקא לגלאי המיואונים – הגלאי האחרון בסדרה).

זיידן מוביל כעת את המאמץ האמריקני לפתח שידרוג גדול לאטלס. הגלאי הנוכחי מתוכנן לשמש בתפקידו עשר שנים לפחות, והשידרוג ישולב בהגדלה המתוכננת בעוצמת קרני הפרוטונים ב-LHC שיהפוך אז לסופר LHC. "פרויקטים גדולים אורכים זמן רב ולכן צריך להתחיל מוקדם" הוסיף.

בינתיים, תפעול וניסוי גלאי אטלס במתכונותו הנוכחית החל כבר בסרן, אומר אלכסנדר גרילו, פיסקאי חוקר העובד על הפרויקט מתחילתו.
"התחלנו לפעול ולחפש חלקיקי קרנים קוסמיות" אמר. "הטבע מספק לנו את הקרנים הקוסמיות הללו בחינם, וגם אותם נוכל לראות כאשר המכשירים יידלקו, לפיכך הם מאפשרים לנו לבדוק היבטים מסוימים של הגלאי, אך אנו כבר מתרגשים ומצפים לראות תוצאות של התנגשויות מהמכונה."

אטלס ושאר גלאי ה-LHC מתוכננים לפעול באמצעות טריגרים – מערכות המורות להם להתעלם ממרבית האותות ולתעד רק את האירועים שיש סבירות כלשהי שיתנו תוצאות מעניינות. מתוך מאות מיליוני ההתנגשויות שיתרחשו בכל שניה בגלאי, רק 100 המבטיחים ביותר יבחרו ויתועדו במערכת המיחשוב המרכזית של ה-LHC. "נצטרך לזרוק כמות אדירה של נתונים ולכן אנחנו חייבים לוודא שהטריגרים הללו יעבדו נכון" אמר זיידן.

ביקור במאיץ ושיחה עם החוקרים הישראליים

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

33 תגובות

  1. קובי, חבל לך עכשיו לכתוב עוד הודעות באשר למאיץ. ההודעות הבאות יימחקו בלי התרעה.
    כשאומרים משהו פעם אחת מילא, פעמיים – נניח שלא שמת לב שענו לך אבל כשכתבת את זה עשרות פעמים וענו לך עשרות פעמים אבל אתה לא מקבל שום הסבר, אז צר לי, האתר לא נועד לפרוק מתחים מסוג זה.

  2. למה לא עוצרים אותם אם זה מסוכן לאנושות ?
    ולמה לא מדברים על זה בטלויזיה ?

  3. יהודה??
    מעניין כמה מעתקי הממון העולמי טסים לשוויץ בימים אלו..על מנת לנסות להציל את כספם
    מ"בנק הגלובולינים"השווצרי…בכל מקרה..נאמר,,,ליתר ביטחון.
    וכעת,גם ירד לי האסימון,אולי בהצתה מאוחרת,מדוע מרשים לעצמם פתאום הבנקים בישראל,להעלות את העמלות…………………
    מעניין איפה מסתתר היגס בוזון,של אתרנו?אולי הוא טס לשם על מנת להציל את המצב??

  4. לקובי היקר

    זה עתה נודע לי שהמאיץ בלוצרן נעשה מכספים של אמירויות המיפרץ והמפעיל הראשי של המאיץ הוא חאג' ד"ר אחמד בן יוסוף, שזה נישמע לי שם מוסלמי.
    לד"ר הזה יש בן דוד שקוראים אותו אבו לאדן, שהם משפחה איסלאמית ידועה.
    כמו כן יש לו אתר פורנוגראפי פרטי שהוא מפעיל בשם: "המאיץ – הדרך הבטוחה לשבעים ושתיים הבתולות".

    אבל, חוץ מזה, אני לא רואה שיש לך מקום לדאגה .

    יום טוב
    סבדרמיש יהודה

  5. מיכאל
    נראה לי,שאנחנו מהלכים על חפיפה תודעתית משותפת,אלא שכל אחד בא מעט מזוית
    שונה ומשלימה של הכל,והוא הדבר המאפשר לכולם לתרום את חלקם המיוחד,או היחודי
    למכלול.
    תודה על הקישור.^.^
    =

  6. היגס
    הסתמכתי על זמן לידתו ופטירתו לפי הקישור ,שזומן לי.לא מצאתי אותו באנציקלופדיות.
    שמחתי שיעל עוררה אותו להכרתי-הכרתינו.הוא גם נולד וגם נפטר בימים אלו-1-8 ספטמבר.1588-1648 .עשה חשבון..
    ובמטותא..נו..עייפות החומר…

  7. א, הוגין והיגס:

    לא הגבתי עד כה כי נהניתי מן הדיון.
    בכל מקרה, הנה קישור ששופך קצת אור על הנושא.
    לא הכל כאן פשוט לקריאה אבל הכל מוסבר – כולל מהי הסופרסימטריה ומהי שבירת הסימטריה.
    זה אולי קצת כמו עורך הדין שיצא לחופש ובנו בטפשותו סגר את מטה לחמו כאשר הביא כמה מן המקרים לידי סיום אבל בטח עוד נמצא על מה לדבר 🙂
    http://en.wikipedia.org/wiki/Symmetry_in_physics

  8. הוגין
    לענין מרסן כבר הדבר רמוז במגילה כידוע
    "מרס מרסנא — ממוכן"
    ומה עניינך עם 420 מדוע לא 410

  9. הוגין
    במטותא בבקשה במתותא קטילתא
    420?? אתמההה אולי 410 ?
    עכ"פ החומר טוב שאת לוקחת טוב הוא ניחוחו עולה ומסתלסל

  10. להיגס
    עלי להזכירך כי דמיונך אפל בצל אור שמשותי הזוהרות.
    אז,במתותא אל נא יתהדר חוגר כמפתח..
    ושמור על עצמך,מהנחתה בלתי צפויה.

    האם הועלת להגיב לכתבה על מרסן..420 שנה,לימים אלה ממש???

  11. למה העולם שותק אם זה מסוכן ועלול להווצר חור שחור חס וחלילה לא עלינו ?
    אפשר בבקשה לקבל הסבר

  12. לאבי בליזובסקי
    אני מוקסם מעוצמת השירה והקולינאריה!
    האם לאור נתוניי הפתיחה שאנו רואים בתגובות כאן, לא כדאי לפתוח מדורים נוספים כגון ספרותי או גסטרונומי ואולי עוד כמה?

    יום טוב ובחיוך
    סבדרמיש יהודה

  13. לאדון ה…ד"ר
    החיפזון מהחיפושון החזר קשתך לנדן תלה על מסמר יציב
    תחרות הסרנדות מושעית בנתיים
    קח את הזמן וכוון את מיתרי כליך למנגינה הראויה קודם שתתחיל לנגן שמא יצללו אוזנינו

  14. היגס – יפה שתיקה לעגל הפואה באחו רגע לפני שיאסף אל אבותיו בריזותו של שמנת וביזיליקום שבושל כל השבת.

    כן אכן האורקל בזה היתה לבני האדם, פשוטי המגפיים וחולצי הגרבים – אך הייתכן כי כל זה היה לצנינים בעיניה? או שמא עלי לומר – אפרוחית ?

    הוגין לא ידעתיך כי אשה את, נגעת בליבי ולא באתרוגי.

  15. הוגין
    האורקל של דלפי כבר עידן ועידנים בפנסיה
    אז למה נראה לי שעטית עליך איצטלתו
    לשונך אכן מליצה בלי עצה של ממש
    מעוטרת בעדי עדיים ועמוסת קישוטים
    משמעות הדברים עמומממממה כדבעי
    מה עוד חסר להדליק נר קטנטן בקיטון צר ומהבהב צללים רבי משמעות על קרנות מערתך

  16. היגס
    לך על חוק הכלים השלובים בשלב זה.
    ספל גדוש אינו יכול להתמלא בעוד.עליו להפחית מכובד משקלו ..להצטמצם על מנת
    לעבור לשלב נוסף.
    מקווה שבשלב זה "המטאפורה"ממצה,לשאלתך המחוייכת.

  17. אז מה אמור מהמאיץ חור שחור חס ושלום לא עלינו ?
    איזה פחד זה אני מקווה שיעצרו אותם

  18. הוגין
    אם את מבינה מהי סופרסימטריה אולי תואי בטובך להסביר כיצד נשברת הסימטריה באיזה אופן ועפ"י איזה מקדמים אודה לך מראש.

  19. והנה המענה לכמה מגיביסטים באתר,ששאלו לקושיות הנחוצות:

    למגניב:זה מה ששאלת את אבי?
    היגס:בשבילך אצטט מהמאמר,"אני מקווה ,שנמצא משהו בלתי צפוי שעושה את העבודה עבור היגס"
    מהי אם כך "סופר סימטריה"????ואשיב:היקום בנוי על סופר סימטריה..צריך רק לראות
    את כל החלקים-חלקיקים,באור נכון.וזה כמובן לוקח "הזמן" -בחשבון המסכם.
    אז נעשה ונראה…
    שלום יקום חכם..ביי

  20. סוף סוף 🙂
    אם כי מישהוא יכול להגיד מתי יסתיים הכיול ויתחיל באמת שלב הניסוי ?

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

לוגו אתר הידען
דילוג לתוכן