המאיץ הגדול.

 

בימים אלה מושלמת הקמתו של אחד הפרויקטים המדעיים השאפתניים והיקרים ביותר בהיסטוריה : 150 מטר מתחת לאדמה בשוויץ על גבול שוויץ - צרפת הושלמה הקמתו של  מאיץ החלקיקים הגדול ביותר בעולם. אחת ממטרות המחקר העיקריות במאיץ זה, היא חיפוש אחר  החלקיק האלוהי - כך מכונה החלקיק האלמנטארי "בוזון היגס" אשר לפי הסברה אחראי לתכונה היסודית ביותר של החומר - המאסה... מאיץ החלקיקים הענק LHC  יגלה לנו אולי מעט מצפונות היקום.

 

מה זה מאיץ חלקיקים?

מאיץ חלקיקים – הנו התקן המקנה לחלקיקים כמו אלקטרונים פרוטונים וחלקיקי  יסוד אחרים אנרגיה קינטית (אנרגיה של תנועה) גבוהה במיוחד. החלקיקים, מואצים למהירויות עצומות הקרובות למהירות האור ומכוונים לפגוע במטרה מוגדרת. כל זאת לתכלית מחקרית.

 

חלקיקים יסודיים הנעים כקרן חלקיקים במהירויות גבוהות מתנגשים במהלך מסעם במטרה או אלה באלה – התנגשות דרמטית זו גורמת ל"התנפצותם" של החלקיקים ולתמורות ניכרות  בתכונותיהם הפיסיקליות, במבנה שלהם ולעיתים להתפצלותם לחלקיקי יסוד אחרים. התהליך מתחולל בתוך המאיץ ומתועד ע"י גלאים שונים המוצבים באזור ההתנגשות.  המידע הנאסף בגלאים אלה - מאפשר לפענח את תכונותיהם הבסיסיות של החלקיקים המהווים את אבני הבניין לכל החומר ביקום וכן את סוגי האינטראקציות  וכוחות היסוד הפועלים בין החלקיקים.

 

סוגים של מאיצים

קיימים סוגים וגדלים שונים של מאיצי חלקיקים הנבדלים זה מזה הן על פי שיעורי האנרגיה המוקנית לחלקיקים והן על פי מבנה המאיץ הקובע את מסלול תנועת החלקיקים. יש מאיצים מעגליים בהם החלקיקים מואצים במסלול מעגלי, ולעומתם מאיצים קוויים בהם החלקיקים מואצים בקו ישר.

 

מאיצי החלקיקים הגדולים בנויים בצורת טבעת גדולה (לעיתים בקוטר של כמה קילומטרים !!! ) של אלקטרומגנטים אשר השדות האלקטרומגנטיים שלהם ניתנים לשליטה ובכך נשלטים גם כיוון תנועת החלקיקים ומהירותם. את החלקיקים הטעונים, מאיץ בנוסף לשדה המגנטי גם  שדה חשמלי חזק.

 

מאיצי חלקיקים גדולים מסוג זה קיימים במרכז המחקר CERN שעל גבול שויץ-צרפת (מרכז המחקר האירופי לפיזיקת חלקיקים), ובארצות הברית (פרמי-לאב)

 

שפופרת המסך במכשיר הטלוויזיה הביתי שלנו ובצגי המחשב הפועלים על שולחננו, (הידועה גם כ-שפופרת קרן קתודית) - היא דוגמה טובה ופשוטה למאיץ חלקיקים קווי - אלקטרונים מואצים בה  בהשפעת מתח חשמלי בקו ישר פוגעים במטרה (המסך) ומאירים ! כך נוצרת התמונה על המרקע !

 

מאיץ חלקיקים קווי גדול  פועל גם בארץ במכון וייצמן למדע.

 

מאיץ החלקיקים הקווי במכון ויצמן

 

המאיץ של CERN

כעת (מאי 2007) מושלמת כאמור הקמתו של אחד הפרויקטים המדעיים השאפתניים והיקרים ביותר בהיסטוריה : 150 מטר מתחת לאדמה בשוויץ על גבול שוויץ - צרפת הושלמה הקמתו של  מאיץ החלקיקים הגדול ביותר בעולם. היקף הטבעת בה מואצים החלקיקים הוא כ-27 ק"מ. צריכת החשמל של המאיץ כה גדולה עד כי הפעלתו מוגבלת לחודשי הקיץ בלבד.  כמות אנרגיה זו תאפשר האצת החלקיקים במאיץ לאנרגיות הגדולות כמעט פי 10 מכל מאיץ אחר ! המאיץ הוא מאיץ   LHC  ( ר"ת Large Hadron Collider) או בעברית צחה  מאיץ התנגשויות ההדרונים.

.

מבקרים מחוץ למאיץ (צילום רויטרס)

 

 

במאיץ של CERN אשר תוכנן והוקם בידי פיזיקאים ומהנדסים מכל רחבי העולם, כפרוייקט רב לאומי. מתכוונים הפיסיקאים ליצור תנאים פיזיקליים קיצוניים וייחודיים אשר לפי התיאוריה התקיימו ביקום בשברירי השנייה הראשונים שאחרי המפץ הגדול.

הפיסיקאים מקווים שבדרך זו ניתן יהיה לזהות את החלקיקים היסודיים ביותר שמהם בנוי החומר ביקום, ולהבין את החוקים העומדים ביסוד כוחות הטבע. בין ה"חידות" שמנסים לפצח בעזרת מאיץ זה :

"ללכוד" חלקיק אלמנטרי כבד המסתיר פניו מאתנו - בשם "בוזון היגס". משיקולים עיוניים לפי ניבויי הפיזיקאים, חלקיק זה, (המכונה אגב "החלקיק האלוהי"), הוא זה המעניק לחומר ביקום את התכונה היסודית ביותר  - המאסה. ומכאן - מה מקור מסת החלקיקים כולם ?   מהי מסת הקווארק  ? האם קיימים חלקיקים "על סימטריים" ? האם ימצאו תימוכין לתורת המיתרים המנבאת קיומם של מימדים נוספים  ?  ו... לא להיבהל : האם ניתן ליצור חורים שחורים זעירים ?

 

אגב, האפשרות ליצור חורים שחורים זעירים מעוררת לא מעט התנגדות :  כמה ארגונים ומומחים מזהירים מפני הסכנה שביצירת עצמים אלה, חוששים שכדור הארץ כולו עלול להישאב לתוך חור שחור כזה.CERN . פירסם דו"ח לפיו הקרינה קוסמית  הפוגעת בגופים שמימיים כמו הירח למשל, היא באנרגיות גבוהות יותר מאלה שנוצרות במאיץ, ואף על פי כן לא נוצרים שם חורים שחורים יציבים. (כלומר אולי רק כאלה שנעלמים מיד עם היווצרותם) "הירח עדיין שם", נכתב בדו"ח.

הפיזיקאים מבהירים שהחורים השחורים המיקרוסקופיים ייעלמו באופן כמעט מיידי בתהליך המכונה קרינת הוקינג.

אפשר לישון בשקט.

 

עלות המאיץ הגיעה לאחר דרך חתחתים לכדי-2.8 מיליארד דולר.