تخطط المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية (CERN) لإنشاء مسرع جسيمات ضخم: التركيز على مستقبل فيزياء الجسيمات!

تخطط المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية (CERN) لإنشاء مسرع جسيمات ضخم: التركيز على مستقبل فيزياء الجسيمات!

CERN، المختبر الأوروبي للأبحاث الأساسية في فيزياء الجسيمات، متفائل بشأن التخطيط لمسرع جسيمات ضخم جديد. تؤكد المديرة العامة فابيولا جيانوتي على الأهمية الحاسمة للاستثمار في العلوم، خاصة في أوقات الصراعات الجيوسياسية. وفي ضوء التحديات الحالية، فإنها ترى ضرورة مواصلة دفع التقدم العلمي في المستقبل من أجل اكتساب رؤى جديدة حول هذا الموضوع. يحتوي تقرير حديث من CERN على دراسة جدوى لأكثر من 1200 صفحة تقدم سيناريو قويًا للمصادم الدائري المستقبلي المقترح (FCC). ومن المتوقع أيضًا أن تقوم لجان مستقلة بمراجعة هذا التقرير قبل اتخاذ القرار النهائي بشأن بناء المنشأة في عام 2028. وستكون لجنة الاتصالات الفيدرالية، التي ستحل محل مصادم الهادرونات الكبير (LHC) في الأربعينيات من القرن الحادي والعشرين، أكبر بثلاث مرات وسيتم تركيبها في نفق سيمتد بين جنيف وفرنسا بمتوسط ​​عمق 200 متر.

تم تصميم لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC) لتكون بمثابة معجل تصادم بروتون-بروتون والذي سيحقق طاقة تصادم غير مسبوقة سبع مرات أعلى مقارنة بمصادم LHC. تتضمن مرحلة التوسعة الأولى أيضًا مسرع تصادم الإلكترون والبوزيترون، والذي يمكن أن يكون بمثابة "مصنع هيغز" لدراسة بوزون هيغز بمزيد من التفاصيل. وعلى الرغم من هذه الأساليب الواعدة، هناك أصوات منتقدة تشير إلى استهلاك الطاقة المرتفع للمسرع المخطط له. ووفقا للتقارير، فإن هذا الاستهلاك يمكن أن يعادل استهلاك مدينة يبلغ عدد سكانها 700 ألف نسمة، وبالتالي أعلى من إجمالي احتياجات الطاقة في كانتون جنيف الذي يبلغ عدد سكانه 500 ألف نسمة.

المخاطر والتحديات

سيؤدي حفر النفق الذي يبلغ طوله 90 كيلومترًا إلى توليد كمية كبيرة من الصخور التي يجب تخزينها. وتتناقض هذه التحديات مع الأسئلة الأساسية التي تهدف فيزياء الجسيمات إلى الإجابة عليها، مثل توزيع المادة والطاقة في الكون. يمثل اكتشاف بوزون هيغز في عام 2012 بواسطة LHC تقدمًا كبيرًا وأكمل النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات. ومع ذلك، لا تزال هناك ظواهر غير مفسرة، بما في ذلك المادة المظلمة والطاقة المظلمة، والتي تشكل تحديات للنموذج القياسي.

ويبلغ طول مصادم الهادرونات الكبير (LHC)، وهو أكبر مسرع للجسيمات في العالم، 27 كيلومترا وتبلغ تكلفته حوالي 3 مليارات يورو. وعلى الرغم من نجاحاته، إلا أنه ظل يبحث عن جسيمات جديدة منذ عام 2010، لكنه لم ينجح حتى الآن. تعكس ردود الفعل المتناقضة بين الخبراء حالة عدم اليقين بشأن مستقبل فيزياء الجسيمات. يدعو بعض العلماء إلى الصبر، بينما يريد آخرون بناء مسرعات جديدة أكبر مثل لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC). لدى الشخصيات مثل إنجريد ماريا جريجور وسابين هوسنفيلدر، وهما صوتان بارزان في مناقشة فيزياء الجسيمات، وجهات نظر مختلفة حول اتجاه البحث.

منظور فيزياء الجسيمات

أوقفت هوسنفيلدر أبحاثها في فيزياء الجسيمات وانتقدت بعض المبادئ الراسخة، وخاصة مفهوم الطبيعة. بالنسبة لهم، فإن مستقبل فيزياء الجسيمات غير مؤكد، خاصة في ضوء النتائج المعلقة من LHC. من ناحية أخرى، يظل جريجور متفائلًا ويرى إمكانية الاكتشافات المستقبلية في LHC. وهناك مشاريع أخرى، مثل المصادم الخطي الدولي (ILC)، الذي تتم مناقشته أيضًا باعتباره نهجًا دقيقًا لدراسة الجسيمات المعروفة بتكلفة تقديرية تبلغ 5 مليارات يورو، تجتذب الاهتمام أيضًا، على الرغم من أن تمويلها غير مؤكد.

يُظهر تطور فيزياء الجسيمات منذ ستينيات القرن العشرين أن العلماء مثل يواكيم مينيش، مدير CERN، يعملون على فهم اللبنات الأساسية للمادة، على الرغم من العقبات والشكوك التي ينطوي عليها المسار. تعكس المشاريع المستقبلية، بما في ذلك لجنة الاتصالات الفيدرالية (FCC)، سعي العلماء المستمر لتوسيع حدود المعرفة حول الكون والعثور على إجابات للأسئلة الأساسية للحياة.

يظل النقاش حول فيزياء الجسيمات مثيرًا، ومن المؤكد أنه سيستمر في احتلال مكانة مركزية في النقاش العلمي في المستقبل. لا يزال هناك احتمال لاكتشافات جديدة، لكن الصبر والنظر النقدي في الأساليب أمر ضروري.

صحيفة صغيرة دويتشلاندفونك