ماهو مشروع سيرن ؟.. CERN .. وأهدافة ونتائجه

CERN ماهو

كلمة سيرن (CERN) هي اختصار لجملة (Conseil Européen pour la)، والتي تعني المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية. إنها منظمة عالمية كبيرة تمتلك وتدير العديد من المختبرات النووية والفيزيائية. تحتضن العديد من العلماء الكبار في مجالات الفيزياء والهندسة، ويستخدمون أحدث الأدوات والتقنيات العلمية لدراسة المكونات الأساسية للمادة، أي الجسيمات الأساسية. إنها منظمة تهتم بدراسة فيزياء الجسيمات وتضم مصادم الهدرونات الكبير، ويعرف في الإنجليزية باسم (Large Hadron Collider) واختصاره (LHC)، وهو أكبر معجل طاقة في العالم

منظمة سيرن هي منظمة علمية تهدف إلى تجاوز حدود العلم البشري عن طريق دراسة التفاصيل الكونية الدقيقة من الذرة الأولى. تأسست المنظمة في عام 1951 بعد قرار من اليونسكو بتأسيس “القنصلية الأوروبية للأبحاث النووية في فرنسا” (باللغة الفرنسية: Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) وكان الهدف وراء ذلك هو البحث الأعمق في النواة. كان عدد أعضاء المنظمة حوالي عشرين فردا في ذلك الوقت. تغير اسم المنظمة في عام 1954 إلى “المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية” وتم تغيير طريقة عمل المنظمة وانضمت إليها العديد من الدول الأعضاء، وتم وضع سياسات جديدة لتوضيح طريقة عمل المنظمة. وكان المدير العام فيليكس بلوخ (Felix Bloch) هو أول من وضع لبنة أساس للمنظمة الجديدة في يوليو 1955

منذ ذلك الحين بدأت منظمة سيرن مسيرتها في علم فيزياء الجسيمات والتي أثمرت عن العديد من الاكتشافات المبهرة والمبتكرة والتي حولت العالم لما نحن عليه الآن، فلقد حاز علماء منظمة سيرن على العديد من الجوائز في نوبل لاكتشفاتهم الجديدة، فهم من أنشأوا أهم شيء في حياتنا اليومية الآن وهي شبكة الإنترنت.

ما هو مشروع سيرن

تمتلك منظمة سيرن أكبر وأضخم مشروع عرفته البشرية وهو معجل الطاقة صادم الهدرون الكبير (Large Hadron Collider) واختصاره (LHC) وهو أكبر معجل طاقة في العالم، ويقع في مجمع سيرن بالقرب من مدينة جنيف الواقعة بيم دولتي فرنسا وسويسرا، ويبلغ طوله 27 كيلومتر، ويبلغ عمقه حوالي 100 متر تحت الأرض، مما يعني أنه أكبر جهاز عرفته البشرية في تاريخها، ولقد بلغت تكلفة إنشاء صادم الهدرون الكبير حوالي 6 مليار دولار.

يقوم مشروع سيرن عن طريق عمل معجل الطاقة – صادم الهدرون الكبير – بإطلاق شعاع من البروتونات في هذا الصادم وزيادة سرعتها حتى تصل إلى أقصاها 99.99% من سرعة الضوء. ثم يتعرض هذا الشعاع لحوالي 7 تيرا إلكترون فولت، وفي الاتجاه المعاكس يتعرض لشعاع آخر من البروتونات ويجبر على الاصطدام. يتوقع علماء منظمة سيرن أن هذه التجربة تؤدي إلى حدوث 600 مليون اصطدام بين البروتونات في الثانية الواحدة، وكل اصطدام ينتج آلاف الجزيئات التي سيتم دراستها من قبل العلماء. ومع ذلك، لم يكتمل بعد التجربة حيث تمكن العلماء حتى الآن فقط من إطلاق شعاع من البروتونات في اتجاه واحد بنجاح ووصوله إلى الطرف الآخر، ولم يتم بعد إطلاق شعاع البروتونات المعاكس، وبالتالي لم يحدث اصطدام بين البروتونات حتى الآن.

هدف مشروع سيرن

إن هدف مشروع سيرن يكمن في التصادم المنتظر حدوثه بين شعاعي البروتونات المتعاكسين، عن طريق إطلاق شعاع من البروتونات في المعجل والقيام بزيادة سرعة الشعاع حتى تصل إلى أقصاها 99.99% من سرعة الضوء، ثم بعدها يتم تعريض بروتونات هذا الشعاع إلى حوالي 7 تيرا إلكترون فولت، وفي الاتجاه المعاكس يتم تعريضها إلى شعاع من البروتونات حتى يتم إجبارها على الاصطدام معًا، ويتوقع علماء منظمة سيرن أن تؤدي هذه التجربة إلى حدوث 600 مليون اصطدام بين البروتونات في الثانية الواحدة، وكل اصطدام يحدث ينتج عنه آلاف الجزيئات التي سيقوم العلماء بدراستها.

الهدف هو إنتاج نقطة حرارية تتفوق على درجة حرارة باطن الشمس بـ 100000 مرة، ويعد هذا الرقم الأعلى في المجرة.

نتائج تجربة سيرن

يصنف مشروع سيرن هذا على أنه أكبر تجربة علمية في تاريخ الإنسان، وهو مشروع ضخم جدا، أسفر عن العديد من النتائج المرعبة والثورية، ما أثار رعب العديد من العلماء في مجال الفيزياء، الذين حذروا من مدى ضخامة هذا المشروع ومن أنه قد يشكل خطرا على البشرية. وإليك بعض النتائج المرعبة التي يتوقع العلماء تحقيقها من خلال هذا المشروع

• توليد درجة حرارة كبيرة وهي أكبر من الحرارة الموجودة في باطن الشمس بـ 100000 مرة، وبالطبع هذا رقم مهول، وتنتج هذه الحرارة نتيجة حدوث اصطدام حزمتين من شعاع البروتونات والتي سينتج عنها مستويات من الحرارة التي قد تصل إلى ألف مليار درجة، ونقطة الاصطدام هذه ستصبح الأعلى حرارة في المجرة بأكملها كما ذكرنا.
• قام علماء منظمة سيرن بصنع عدة أجهزة دقيقة جاهزة لقراءة الأجسام الناتجة عن تصادم شعاعي البروتونات، الذي ينتج حوالي 600 مليون تصادم وآلاف الجزيئات المختلفة، وصُنعت لهذه الجزيئات عدة أجهزة يمكنها قراءتها.
• سيكون مصادم الهيدرون، والذي يعتبر أكبر آلة تجميع للطاقة في العالم، يحتوي على 700000 لتر من الهليوم السائل. ستبقى درجة حرارة المغناطيسات الموجودة في المصادم حوالي 271 درجة مئوية، وهذه الحرارة هي الأقل درجة حرارة يمكن تحقيقها في الفضاء
• سيقوم العلماء بحفظ حوالي 200000 دي في دي في السنة الواحدة من المعلومات والبيانات الناتجة عن التصادم، والتي يقدر عددها بحوالي 70000 جيجابايت في الثانية الواحدة، على الرغم من أنها تفوقها عددًا، إلا أنه قد تم صنع شبكة خاصة تسمى Grid والتي تحتوي على عشرات الآلاف من أجهزة الحواسيب والتي ستقوم بمهمة حفظ هذه المعلومات.

مشروع سيرن 2020

كشفت المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية عن خططها لبناء معجل طاقة جديد يتجاوز حجم معجل الهيدرون المصادم بأربعة أضعاف، وقوته ستكون سداسية مقارنة بالمفاعل الحالي. سيكون هذا المعجل أقوى مصادم للجزيئات على الإطلاق، وتتراوح تكلفة بنائه بين 9 مليارات يورو (ما يعادل 10.2 مليار دولار أمريكي) و 21 مليار يورو. سيكون لهذا المشروع تأثير كبير في تاريخ علم الفيزياء.

يقول الرئيس جان فرانشيسكو جوديتشي الذي يمثِّل المنظمة في المجموعة التحضيرية للفيزياء خلال عملية تحديث الاستراتيجية: “إنها لقفزةٌ هائلة، تشبه التخطيط لرحلة إلى المريخ، بل حتى إلى أورانوس، وأن الوصول إلى أعلى طاقة محتملة في المشاريع الجريئة أملُنا في إماطة اللثام عن أسرار الطبيعة في أدقّ مستوياتها”

يتوقع أن يحقق هذا المعجل إنجازًا أكبر مما حققه الأول الذي اكتشف جسيم هيجز التاريخي عام 2012، ويعد هذا الاكتشاف نقلة كبيرة في علم الفيزياء. ومع ذلك، تشكل التكلفة العالية لهذا المشروع عائقًا أمام إنجازه، وبالتالي فإن نجاحه سيستغرق وقتًا طويلاً بسبب هذه التكلفة الهائلة.