در تپش این هفته، ماجرای فریب و تعرض در پوشش عرفانهای دروغین و رمالی را بررسی کردیم
اکتشاف در جهان ذرات
چرا باید هزینه ای سرسام آور صرف سفرها و اکتشافات فضایی شود؛ چرا میلیاردها دلار درآمد مالیات دهندگان کشورهای مختلف، باید صرف تحقیقات آزمایشگاهی شود، در حالی که جز یکی دو نفر از زبده ترین مغزهای متفکر جهان، بقیه مردم از آنها چیزی سر در نمی آورند.
آیا بهتر نیست این همه بودجه را که صرف تحقیقات بی در و پیکر و غیر قابل درک جهان می شود، به طور مساوی بین مردم تقسیم کرد یا حداقل آن را به نیازمندان داد، تا وضع زندگی بهتری داشته باشند؛
آیا این عدالت است که در حالی که میلیون ها نفر بر اثر سو تغذیه در حال مرگ باشند و هزینه ای که می توان با آن حداقل چند ماهی شکم آنها را سیر کرد، صرف پروژه های عجیب و غریبی شود که بشتر به دنیای خیال تعلق دارد تا واقعیت؛
اگر به تحقیقات بنیادی به شکل مقطعی نگاه شود، شاید بتوان این سوالات را مطرح کرد اما این هزینه های پژوهشی به طور مستقیم با آبنده بشریت ارتباط دارند. انسان بدون درک محیط اطراف خود نمی تواند به حیات ادامه دهد. شاید با هزینه های این تحقیقات، بتوان چند روزی چند نفری را سیر کرد.
اما مشکل آنها و میلیاردها نفر دیگر که به عنوان انسان روی این سیاره زندگی می کنند جز با افزایش آگاهی های بشر از محیطش حل نخواهد شد.
سال گذشته میلادی پنجاهمین سالروز آغاز یکی از بزرگترین پروژه های تحقیقاتی جهان بود که دید ما را از دنیای اطراف خود متحول کرد.
اکنون 51 سال از طرح ایده بزرگترین آزمایشگاه ذرات بنیادی جهان - CERN - می گذرد.
زمانی که از ساخت یک آزمایشگاه عظیم و پر هزینه برای یک طرح پژوهشی صحبت می شود، پیش از هر چیز باید به موضوع مورد تحقیق توجه کرد، تا جایگاه و ارزش طرح مشخص شود. هرچه توانایی موضوع مورد تحقیق در پاسخ به سوالات ما بیشتر باشد، بررسی آن دارای اهمیت بیشتری است و توجیه بهتری در احتیار دانشمندان قرار می گیرد، تا با راضی کردن مقامات سیاسی و اقتصادی هزینه لازم برای این پژوهش ها را به دست آورند.
یکی از موضوعات جهان دانش که دارای اهمیت فوق العاده ای برای بررسی است مساله ذرات بنیادی است. اگر به محیط اطراف خود نگاه کنید متوجه می شوید که هر چه در عالم می بینید، از بلوکهای ساختمانی خاصی تشکیل شده است. همان طور که ساختمان محل زندگی شما از آجرها و سنگ و... تشکیل شده که در کنار هم به بنای شما شکل و طرح می دهد، یا اجزای شهر محل زندگی شما از کنار هم قرار گرفتن واحدهای ساختمانی و سایر المان های شهرسازی به وجود می آید، در عالم کوچک مقیاس نیز این قوانین رعایت شده است.
شاید همه ما از ماهیت ملکولی و اتمی مواد تشکیل دهنده محیط اطراف خود آگاه باشیم.هر آنچه در اطراف ما حضور دارد و امروزه جهان اطراف ما را شکل می دهد، از ترکیب بیش از 108 واحد ساختانی به نام اتمها شکل گرفته است.
ترکیبات این ذرات اصلی که در لغت یونانی به معنی تجزیه ناپذیر است - ملکولهای مواد مختلف را شکل می دهند و از به هم پیوستن این ملکولها است که مواد آشنای جهان اطراف ما به وجود می آیند.
اتمها، ترکیبی از ذرات دیگر
اتمها که زمانی بنیادی ترین ذرات عالم شناخته می شدند، از ترکیب مجموعه ذرات متفاوت به وجود آمده اند. امروزه همه دانش آموزان در دروس شیمی و فیزیک خود با مفاهیمی نظیر الکترون، نوترون و پروتون آشنا می شوند.
این سه ذره سازنده همه اتمهای مختلف هستند؛ تعدادی پروتون با جرمی معادل 27-10 (67/1 کیلوگرم) و با بار الکتریکی مثبت در کنار تعدادی نوترون با جرم سکون برابر با جرم پروتون، اما از لحاظ بار الکتریکی خنثی ، در کنار هم قرار می گیرند تا هسته هر اتم را مشخص سازند و سپس تعدادی الکترون با جرم سکون 31-10(11/9 کیلوگرم) و بار الکتریکی مثبت در فضای اطراف آن به چرخش در می آیند، تا ساختار یک اتم شکل بگیرد.
تعداد الکترون ها و پروتون ها و نوترون ها است که نوع اتم و خواص آن را معلوم می کند. به نظر می رسد با بررسی این ذرات بتوان به ساختارهای تشکیل دهنده عالم پی برد، اما این گونه نیست و این تازه آغاز ماجرا است. بنابر نظرات جدید که دانشمندان ارائه کرده اند، خود این ذرات ( الکترونها، نوترونها و پروتون ها) نیز از ذرات بنیادی تر و ریشه ای تری شکل گرفته اند، که می توان انها را بلوکهای ساختمانی ذرات اتمی نامید.
کوارک ها جهان زیر اتمی را توصیف می کنند و ما را به دنیایی متفاوت از انچه درک می کنیم، راهنمایی می کنند. تازه این تمام آن چیزی است که می توانیم در اطراف خود پیدا کنیم.
برخی از این ذرات آنقدر پایدار بوده اند که بتوانند تا امروز در جهان باقی بمانند و جهان آشنای اطراف ما ( از جمله روزنامه ای که می خوانید یا صندلی ای که روی آن نشسته اید، یا کره ای به نام زمین که روی آن زندگی می کنید یا خود بدن شما) را شکل دهند و برخی دیگر به شکل ذرات ناپایداری ظهور کرده اند که تنها در کسری از ثانیه بعد از پدیده انفجار بزرگ (Big Bang) که منجر به شکل گیری جهان ما شد دوام آورده و سپس ناپدید شده اند.
اهمیتی بیش از تصور
اینک اهمیت حیاتی بررسی این ذرات بیشتر آشکا ر می شود. هر آنچه در جهان است و یا زمانی در آن بوده، از ترکیب این ذرات بنیادی است، لذا برای آن که درک درستی نسبت به عالم (از کهکشان ها گرفته تا سلولهای بدن) داشته باشیم، ناگریز از بررسی مساله ذرات بنیادی هستیم.
این ذرات بنیادی در شرایطی خاص با یکدیگر پیوند یافته اند و بسیاری از آنها نیز در لحظات اولیه پس از انفجار بزرگ نابود شده اند. پس برای بررسی کامل آنها باید شرایطی را فراهم آورد که علاوه بر امکان حضور مستقل ذرات فعلی ، ذرات بنیادی که اینک در جهان حضور ندارند بار دیگر به زندگی باز گردند.
به عبارت دیگر، باد بتوان شرایط آزمایشگاهی به وجود آورد که مشابه شرایط اولیه جهان باشد و این کار نیازمند صرف انرژی فوق العاده بالایی است. ابزاری که انسان امروز را قادر می سازد تا به چنین فضایی دست پیدا کند و این ذرات بنیادی را احیا و بررسی کند، ابزاری به نام شتاب دهنده است.
شتاب دهنده ها
یکی از روشهای اصلی بررسی و تولید ذرات بنیادی استفاده از شتاب دهنده هاست. این ابزار - که عمدتا شبیه یک تونل مارپیچی دایره ای شکل است محفظه و تونلی بزرگ (با قطر چند ده کیلومتر) است که ذره ای اساسی نظیر الکترون یا پروتون را وارد آن می کنند.
این ذره به دلیل میدان الکترو مغناطیسی شدیدی که در این مارپیچ وجود دارد، در مسیری دایره ای شتاب می گیرد و به سرعتهایی نزدیک به سرعت نور نزدیک می شود و در اینجاست که این ذره را با ذرات دیگر برخورد می دهند تا آن ذرات بنیادی اولیه بار دیگر به وجود آیند و سپس با کمک آشکارسازهای گوناگونی که وظیفه ردیابی هر یک از ذرات جدید را (بر اسا س نشانه های آن) دارند، ثبت می شود.
یکی از بزرگترین آزمایشگاه های شتاب دهنده جهان آزمایشگاه ذرات بنیادی CERN است که با مشارکتی بین المللی ساخته و تکمیل شده است.
تاریخچه CERN
در سال 1949، شهر کوچکی در سوئیس میزبان دانشمندان اروپایی بود تا آنان بتوانند با ارائه برنامه ای مدون توازن علمی در جهان برقرار کنند و نقش اروپا را در تحولات علمی آینده افزایش دهند.
در میان دانشمندانی که در کنار دریاچه زیبای شهر لوزان گرد آمده بودند، لویز دوبری که در سال 1929 و به دلیل کشف خصلت موجی الکترون موفق به دریافت جایزه نوبل فیزیک شده بود نیز حضورر داشت.
او در سخنان خوددر این اجلاس برای نخستین بار پیشنهاد تاسیس آزمایشگاه اروپایی علوم بنیادی را مطرح کرد که بعدها در قالب سرن متجلی شد.
در سال 1952 پس از 2 دوره برگزاری اجلاس یونسکو و پیشنهادهای حمایت آمیز دانشمندان از جمله ایزیدور رابی، برنده جایزه نوبل فیزیک سال 1944، از تاسیس نهادی برای همکاری های علمی بین المللی دانشمندان، 11 دولت اروپایی موافقت نامه ای را مبنی بر تاسیس آزمایشگاه اروپایی تحقیقات هسته ای یا (CERN) .«Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire»
به امضا رساندند و در نخستین جلسه این کنسول - که در آمستردام هلند برگزار شد - منطقه ای نزدیک ژنو به عنوان سایت اصلی بنای این آزمایشگاه انتخاب شد و سرانجام پس از رایزنی ها و عبور از مراحل اداری و تصویبات محلی 12 کشور آلمان ، بلژیک، دانمارک، فرانسه، یونان ،ایتالیا، نروژ، انگلستان، سوئد، سوئیس و یوگسلاوی در 29 سپتامیر 1954 ساخت سرن را وارد مرحله اصلی حود کردند اگرچه یوگسلاوی بعدها از این مجموعه کناره گرفت و کشورهایی چون اسپانیا، اتریش، پرتغال، فنلاند، هلند، مجارستان جمهوری چک و بلغارستان به این طرح بین المللی پیوستند، تا تعداد اعضای اصلی آن به حدود 20 کشور بالغ شود.
تنها 3 سال بعد یعنی در 1957 بود که نخستین شتاب دهنده ذرات این مجموعه که یک سینکرو سیکلوترون 600 مگا الکترون ولتی پروتون بود، به راه افتاد، تا برای نخستین بار امکان مشاهده واپاشی برخی ذرات مورد بررسی قرار گیرد.
تنها 2 سال بعد شتاب دهنده 28 گیگا الکترون ولتی سرن (PS) که عظیم ترین شتاب دهنده جهان بود، وارد فاز عملیاتی خود شد. روند توسعه سرن ادامه پیدا کرد تا در سال 1969 این آزمایشگاه توانست برای نخستین بار از اثر واکنش های نوترینو (گونه ای از ذرات پر انرژی) تصویر برداری کند.
در سال 1965 با امضای موافقتنامه ای با فرانسه سرن فضای آزمایشگاهی خود را به کشور فرانسه گسترش داد، تا بتواند برای نخستین بار در جهان شتاب دهنده و برخورد کنندهISR بسازد. طرحی که به نخستین برخورد دهنده پروتونی جهان تبدیل شد.
طرحها و آزمایشگاه های متفاوت و متنوع دیگری نیز در این مجموعه بنا شد، تا در سال 1971 سایت جدیدی برای ساخت یک ابر شتاب دهنده پروتونی (SPS) که قابلیت رسیدن به انرژی 300 گیگا الکترون ولت را داشت، طراحی شد.
سال 1983 سالی به یاد ماندنی در تاریخ سرن شد؛ چرا که شتاب دهنده های این مجموعه توانستند آثار بوزونهای W و z (دو گونه از ذرات بنیادی که تا ان زمان تنها در نظریات وجود داشت) را آشکار سازند.
در سال 2000 میلادی، آزمایشگاه این توان را به دست آورد، تا به بررسی و آشکار سازی ذرات کوارکی بپردازد و آن چیزی را آشکار کند که تنها در جزیی از ثانیه بعد از انفجار بزرگ در جهان وجود داشت و تا به امروز ناشناخته باقی مانده بود.
در 4 سال بعد این روند سرعت بیشتری به خود گرفت و هرروز آزمایش های جدیدتر فضای جدیدتری برای این کاوش گشود و سرن که اینک به نماد همکاری بین المللی برای علوم بنیادی تبدیل شده بود.
با مشارکت کشورهای بیشتری که به عنوان همکار و ناظر در آن شریک شده اند، گامهای بزرگی را برای حل مسائل بنیادی جهان اطراف ما برمی دارد.چنین جایگاه رفیعی که دانش ما امروزه در زمینه ذرات بنیادی به دست آورده است، بی شک مرهون توجه و دید علمی است که در حوزه دانش انجام شده.
هیچ یک از این کشفیات که نه تنها دیدگاه ما را نسبت به جهان تغییر داده، بلکه روش زندگی ما را نیز دچار تحول کرده، رخ نمی داد، اگر هزینه های لازم را برای آن صورت نمی دادیم.
CERN نشانه ای از ضرورت تلاش بین المللی و بشری برای پاسخ دادن به نیاز ها و سوالات بشر است.
ایران و CERN
امکان مشارکت در طرحهای بزرگ و جهانی علمی، موهبتی است که نمی توان آن ر ا نادیده گرفت. مشارکت دانشمندان کشورهای مختلف در طرح های عظیم علمی ضمن این که باعث بالا رفتن روحیه علمی و اعتماد به نفس آنها می شود، امکان آموختن و آزمودن نظریات به روز جهانی را فراهم می آورد.
شکی نیست آنچه را که حدود 20 کشور اروپایی با مشارکت هم به انجام رساندند از عهده یک کشور به تنها یی خارج است . پس بهترین راه برای حضور در این عرصه پر شتاب سعی در مشارکت است. کاری که مسوولان کشورمان در خصوص طرح CERN انجام دادند تا ایران نیز به عنوان یکی از اعضای این طرح (عضو همکار) پذیرفته شود.
در سال 200 پس از رایزنی های فراوان توافقنامه ای میان دکتر معین وزیر وقت علوم ، تحقیقات و فناوری و پروفسور ماینی مدیرکل سرن به امضا رسید. پیگیری این توافقنامه به عده ایسمو (سازمان همکاری های علمی بین المللی وزارت علوم) گذاشته شد.
بر اساس این توافقنامه، ساخت قطعه ای از ابزارهای اصلی طرح LHC سرن بر عهده ایران قرار گرفت و در مقابل، گروهی از دانشمندان و دانشجویان ایرانی اجازه می یافتند فرصتهای تحقیقاتی یا رساله های خود را در این مرکز بگذرانند.
بر اساس مناقصه ای که برگزار شد، شرکت هپکو توانست امتیاز لازم را برای ساخت این قطعه مهم به دست آورد و از بهار 2002 نحستین دانشجوی ایرانی به سرن معرفی شد، تا تحقیقات خود را انجا سپری کند.
شرکت هپکو توانست این قطعه حساس و بسیار مهم را با دقت بالایی طراحی کند و بسازد تا در سال 2004 مدال طلایی CMS را به این منظور دریافت کند. حضورایرانیان در این طرح بسیار مهم می تواند در رشد دانش دانشمندان کشورمان و افزایش روند تولید علم با بهره گیری از بهترین ابزار جهانی نقش مهمی را ایفا کند.
سرن تجربه مناسبی برای مشارکت در طرحهای مختلف دیگر علمی و بین المللی بود تا شاید راه حل نبود امکانات را بتوان در مشارکت های جهانی جست. تجربه سرن چنانچه در عرصه های دیگر نیز تکرار شود، می تواند باعث افزایش اعتبار علمی کشور شود و سود آن همگان را منتفع سازد.
اما بزرگترین درس سرن آن است که برای پاسخ به سوالات اساسی چاره ای جز هزینه کردن برای پژوهش وجود ندارد و اگرچه شاید رقم ظاهری هزینه های طرحهای پژوهشی بالا باشد، اما در مقابل آنچه به دست می آید، قابل صرف نظر است.
تازه ها
گوناگون
پیشنهاد سردبیر
گزارش «جامجم» درباره دستاوردهای زبان فارسی در گفتوگو با برخی از چهرههای ادب معاصر
فارسی، زبان گفتوگوی جهان
معاون وزیر بهداشت:
