ثقب اسود  .. يرى بالعين المجردة 

ثقب أسود جديد وقريب يقع في نظام نجمي مرئي لنا

اكتشف فريق مكون من علماء الفلك الخاصين بالمرصد الأوروبي الجنوبي ESO ومعاهد أخرى ثقبًا أسود يبعد عن الأرض 1000 سنة ضوئية فقط. الثقب الأسود أقرب إلى نظامنا الشمسي أكثر من أي ثقب أسود آخر حتى الان ويشكل جزء من نظام ثلاثي يمكن رؤيته بالعين المجردة. وجد الفريق الأدلة على وجود هذا الجسم الغير مرئي من خلال تتبع النجمين المرافقين له وذلك باستخدام تليسكوب 2.2-meter الواقع في مرصد la silla في تشيلي. قالوا أن هذا النظام من الممكن أن يكون هو قمة جبل الجليد لإيجاد ثقوب سوداء مشابهة في المستقبل.

قبل هذا الاكتشاف، كان A0620-00 يعتبر أقرب ثقب أسود معروف ويقع في كوكبة تعرف باسم Monoceros والتي تبعد عنا 3000 سنة ضوئية.

يقول بيتر هدرافا من أكاديمية العلوم لجمهورية التشيك في براغ، وهو أحد الذين قاموا بكتابة البحث: نحن تفاجئنا تمامًا عندما أدركنا أنه أول نظام نجمي به ثقب أسود ويمكن رؤيته بالعين المجردة.

يقع هذا النظام في كوكبة  Telescopiumالنظام قريب منا بحيث يمكن رؤية نجومه من النصف الجنوبي من الكرة الأرضية في الظلام، ليلة واضحة وذلك بدون استخدام مناظير أو تليسكوب.

قال توماس ريفينيوس : ,هو العالم الذي قاد هذا الدراسة التي أصدرت في السادس من مايو 2020 في الفلك والفيزياء الفلكية  " هذا النظام يحوي أقرب ثقب أسود نعرفه للأرض".

الفريق بالأصل قد بدا دراسة  نظام يدعي HR6819  والموجود في كوكبة المرقب كجزء من دراسة لنظام نجمي مزدوج. مع ذلك، تفاجؤوا عندما قاموا بتحليل ملاحظاتهم بوجود جسم ثالث لم يتم اكتشافه من قبل في نظام HR6819: الثقب الأسود. أظهرت الملاحظات مع مطياف FEROS على تليسكوب 2.2-meter في la silla أن أحد النجمين يدور حول جسم غير مرئي كل 40 يومًا، بينما النجم الآخر على مسافة بعيدة من هذا الزوج الداخلي.

يوضح هذا الرسم البياني موقع النظام الثلاثي HR 6819 ، والذي يتضمن أقرب ثقب أسود إلى الأرض ، في كوكبة التلسكوب. تُظهر هذه الخريطة معظم النجوم المرئية للعين المجردة في ظروف جيدة .

قال ديتريش بايد عالم وكاتب مشارك بهذه الدراسة: الملاحظات التي نحتاجها لتحديد فترة الأربعين يوم يجب أن يتم نشرها خلال عدة أشهر....

الثقب الأسود المخفي في HR6819 هو أحد أوائل الثقوب السوداء ذات الكتلة النجمية التي لا تتفاعل مع البيئة المحيطة بها، وبذلك تظهر سوداء حقًا. لكن يمكن للفريق اكتشاف وجوده ويتم حساب كتلته عن طريق دراسة مدار النجم في الزوج الداخلي. علق ريفينوس، المقيم في تشيلي: الجسم الغير مرئي مع كتلة على الأقل تعادل كتلة الشمس أربع مرات من الممكن فقط أن يكون ثقب أسود.

اكتشف علماء الفضاء حتى الآن بضعة عشرات من الثقوب السوداء في مجرتنا، وكلها تقريبًا تتفاعل مع بيئتها وتجعل من حضورها معروف وذلك بإطلاق أشعة سينية قوية في التفاعل. ولكن يُقدر العلماء أنه على مدار حياة درب التبانة، العديد من النجوم انهارت في الثقوب السوداء عند انتهاء فترة حياتها.

اكتشاف ثقب أسود صامت، غير مرئي في HR6819 يوفر الأدلة حول الأماكن المحتملة للعديد من الثقوب السوداء في مجرة درب التبانة. وبذلك يشرح ريفينيوس: من المؤكد أنه يوجد مئات الملايين من الثقوب السوداء، لكن نحن فقط نعلم حول القليل منها. العلم عن ماذا سوف نبحث يضعنا في وضع أفضل لإيجادها.

يضيف بايد أن اكتشاف ثقب أسود في نظام ثلاثي قريب جدًا يشير إلى أننا فقط نرى "قمة جبل الجليد".

يعتقد الفلكيين أنه من الممكن أن يُلقي اكتشافهم بعض الضوء على النظام الثاني بالفعل. تقول ماريان هيدا، زميلة ما بعد الدكتوراة في ESO وكاتبة مشاركة في الورقة العلمية , لقد أدركنا أن نظامًا آخر يدعى LB-1 ربما قد يكون نظامًا ثلاثيًا بالرغم من أننا نحتاج المزيد من الملاحظات لنقول ذلك بيقين. LB-1 بعيد قليلاً عن الأرض ولكن يظل قريب من الناحية الفلكية، وهذا يعني أن وجود العديد من هذه الأنظمة محتمل. بإيجادها ودراستها يمكننا التعلم أكثر عن تكوين وتطوير هذه النجوم النادرة التي تبدأ حياتها مع أكثر من ثمانية أضعاف كتلة الشمس وتنتهي بانفجار مستعر كبير Supernova الذي يترك خلفه ثقب أسود..

اكتشاف هذه الأنظمة الثلاثية مع زوج داخلي ونجم بعيد يوفر الأدلة حول الاندماجات الكونية العنيفة التي تطلق موجات الجاذبية بشكل قوي كفاية ليتم رصده من على الأرض. بعض الفلكيين يعتقدون أن هذه الاندماجات يمكن أن تحدث في أنظمة ذات تكوين مشابه لنظام HR6819 أو LB-1 ، ولكن حيث يتكون الزوج الداخلي لثقبين أسودين أو ثقب أسود ونجم نيوتروني. الجسم الخارجي البعيد يمكن أن يؤثر على الجاذبية للزوج الداخلي بطريقة تؤدي للاندماج وإطلاق موجات الجاذبية. بالرغم من أن HR6819 و LB-1 يحويان فقط ثقب أسود واحد ولا يوجد بهما أي نجم نيوترني، إلا أن هذه الأنظمة يمكن أن تعين العلماء على فهم كيفية حدوث التصادمات النجمية في الأنظمة النجمية الثلاثية.

الخلاصة:

الجسم الغير مرئي له نجمين مرافقين في النظام النجمي الثلاثي HR 6819. النجمين المرافقين يمكن رؤيتهما بالعين المجردة. الجسم الغير مرئي من الممكن فقط أن يكون ثقب أسود، كما قال الفلكيون. يبعد عن الأرض 1000 سنة ضوئية، أقرب من أي ثقب أسود تم العثور عليه من قبل.  

ترجمة  الاستاذه :  مرام النافعي

نقل وكتابة  الاستاذ: سعود الجعيد

المصدر:

جيمس كلارك ماكسويل

جيمس كلارك ماكسويل : 

عالم فيزياء اسكتلندي شهير لما أسهم به من معادلات هامة التي تفسر ظهور الموجات الكهرومغناطيسية

يعتبر كثير من علماء الفيزياء أن ماكسويل هو أكثر علماء القرن التاسع عشر تأثيراً على علم الفيزياء,وفيتصويت حول أعظم الفيزيائيين على مر التاريخ جرى في نهاية الألفية الثانية واشترك فيه 100 من أبرز علماء الفيزياء جاء ماكسويل في المركز الثالث بعد نيوتنوأينشتاين.

ولد في سنة 1831في مدينة ادنبرةباسكتلنداوكان شديد الاهتمام بالفيزياء ,تخرج ماكسويل في جامعة كمبردج سنة 1854حاملاً درجة علمية في الرياضيات،عمل بالتدريس في الجامعة حتى أبلغه أستاذه فوربس بخلو كرسي الفلسفة الطبيعية في كلية ماريشال (التي أصبحت فيما بعد جزءاً من جامعة أبردين وحثه على التقدم لشغل ذلك الكرسي فتقدم له وقُبل، ليترك جامعة كمبردج في نوفمبر 1856.
ثناء أستاذيته في أبردين (1856 ـ 1860 قضى ماكسويل عامين في دراسة حلقات كوكب زحل وأثبت أنها جسيمات صغيرة كثيرة العدد تدور حول الكوكب. ونتيجة لذلك البحث (الذي عنونه "عن استقرار حلقات زحل") نال ماكسويل سنة 1859 جائزة آدامز .

اكتشف ماكسويل اكتشافاته العظيمة التي أسهمت في تقدم الفهم العلمي للكهرومغناطيسية؛ إذ تناول بالبحث طبيعة المجالات الكهرومغناطيسية في ورقة علمية من جزءين نشرها سنة 1861 بعنوان "عن الخطوط الفيزيائية للقوى" (بالإنجليزية: On physical lines of force)، وفيها قدم نموذجاً تخيلياً للحث الكهرومغناطيسي، وفي عام1862 أضاف ماكسويل جزءين جديدين إلى هذه الورقة البحثية، ناقش في أولاهما طبيعة الكهروستاتيكا وتيار الإزاحة. وفي الثانية تناول بالبحث دوران مستوى استقطاب الضوء فيالمجال المغناطيسي، وهي ظاهرة اكتشفهافاراداي وتعرف اليوم باسم "تأثير فاراداي".

وهو أول من توصل الي معادلة بين المغناطيس والكهرباء ووضح الفعل ورد الفعل ومعدلاته بسيطة وشاملة وأشار إلى عدم محدودية الموجات وأن سرعتها 299792.458 كم/ث وهي سرعة الضوء وأشار الي وجود موجات أخرى وهذا ما توصل إليه هيرتز واستخدمها ماركوني في الراديو ومعادلات ماكسويل هي أساس البصريات ولقد توفي في سنة 1879.

ماكسويل والكهرومغاطيسية:

 في عام 1873 قدم ماكسويل  رسالة علمية تحت عنوان "دراسات عن الكهرباء والمغناطيسية" حيث بين أن التآثر بين شحنات موجبة وسالبة تتحكم فيه قوة واحدة . وبين "ماكسويل" أنه توجد أربعة تأثيرات لتلك التفاعلات المتبادلة ، تظهر جميعها خلال التجارب العملية:

1. تتجاذب الشحنات الكهربائية أو تتنافر من بعضها البعض بقوة تتناسب تناسبا عكسيا مع مربع المسافة بينهما تتجاذب الشحنات المتضادة (سالبة ، وموجبة) ، وتتنافر الشحنات المتماثلة .
2. الأقطاب المغناطيسية تتجاذب أو تتنافر بطريقة مماثلة لسلوك الشحنات الكهربائية ، ويوجد للمغناطيس نوعين من الأقطاب . يرتبط قطب شمالي دائما بقطب جنوبي .
3. ينتج التيار الكهربائي مجالا مغناطيسيا دائريا حول السلك ، ويكون اتجاه دورانه (إما في اتجاه عقرب الساعة أو في عكس اتجاهها ) بحسب اتجاه التيار في السلك ،
4. عندما يتحرك سلك في مجال مغناطيسي ينشأ فيه بالتأثير تيار كهربائي ، كما ينشأ تيار كهربائي عند تحرك مغناطيسي إلى سلك أو مبتعدا عنه ، ويعتمد اتجاه التيار على اتجاه حركة المغناطيس.

معادلات ماكسويل:

 عبارة عن أربع معادلات تفاضلية جزئية تصف سلوك وتغيرات المجالين الكهربائي والمغناطيسي، وتآثراتهما مع المادة وتحولاتهما إلى أشكال أخرى من الطاقة. وقد نشر الفيزيائي جيمس كلارك ماكسويل هذه المعادلات بين عامي 1861-1862 م، وهذه المعادلات تصف العلاقات المتبادلة بين كل من المجالات الكهربائية والمجالات المغناطيسية والشحنات الكهربائية والتيار الكهربائي.

قانون جاوس للكهربائية : 

يعبر هذا القانون عن العلاقة بين فيض المجال الكهربائي من سطح مغلق والشحنة الموجودة داخل السطح المغلق.

قانون جاوس للمغناطيسية :

يعبر هذا القانون عن الحقيقة التجريبية القائمة حتى الان وهو عدم وجود قطب مغناطيس مفرد

قانون الحث لفرداي:

يعبر عن العلاقة بين القوة الدافعة الكهربائية الناشئة بالحث في مسار مغلق ومعدل تغير لالمجال المغناطيسي خلال أي سطح محدود بالمسار المغلق , ويبرهن عدم اعتماد فرق الجهد على المسار الذي يسلكه

قانون أمبير مضافا إلى تصحيح ماكسويل:

يعبر عن العلاقة بين المجال المغناطيسي والتيارات المنشئة له .

بعض من كتبه:

                Treatise on Electricity and Magnetism-

                                               Matter and motion-

- Dynamical Theory of the Electromagnetic Field

   The Scientific Papers of James Clerk Maxwell-

أقوال ماكسويل:

 • عندنا نبدأ بالاهتمام بالممكتشفين العظماء و حياتهم التي اصبحت لا تطاق ،و عندما نبدأ في تتبع تطور الأفكار يصبح العالم رائعاً 

 • الجهل الواعي هو مقدمة كل تقدم حقيقي في العلم . 

 • فاراداي هو الاب الدائم لعلم الكهرومغناطيسية الآخذ في الاتساع.

 • قد يُعجب علماء الرياصيات بأنفسهم لأنهم يمتلكون أفكاراً جديدة لا يمكن للغة البشرية التعبير عنها .

 • في كل فرعٍ من فروع المعرفة يتناسب التقدم مع كمية الحقائق يُبنى عليها و بالتالي مع القدرة على جمع البيانات .

المراجع :

- ويكيبيديا ,الموسوعة الحرة

كتبه:

الأستاذ : سعود الجعيد

الأستاذة : منال الكثيري

الفيزياء الطبية

الفيزياء الطبية

من عجيب خلق الله وقدرته ان سخر الانسان لأكتشاف اسرار الطبيعة و معجزات الكون
فبرع الانسان بمشيئة الله في العديد من العلوم قال تعالى" وعلم الانسان مالم يعلم"
فنجد الإنجازات البشرية في مختلف مجالات العلوم كالكيمياء و الرياضيات والفلك والفيزياء..
وتحت كل علم من هذه العلوم تتفرع علوم مرتبطة به كالفيزياء الطبية مثلا والذي يعتبر احد فروع علم الفيزياء في المجال الطبي خصوصا في تشخيص وعلاج بعض أمراض جسم الانسان.

ينقسم تخصص الفيزياء الطبية الى اربعه أفرع رئيسية هي :
- فيزياء الطب النووي
- فيزياء العلاج الاشعاعي 
- الفيزياء في مجال التصوير التشخيصي 
-  الفيزياء الصحية والتي تهتم بالإشعاع والوقاية منه والحد من أضراره قدر الإمكان.


وإذا أردنا ان نوجز هذه الأقسام ونوضح مهام الفيزيائي الطبي بها فسيكون على النحو التالي:

للفيزيائي في الطب النووي مهام عديده من ضمنها تطبيق اختبارات توكيد الجوده النوعية بما يتماشى مع تعليمات المنظمات العالمية في هذا المجال كمنظمة NEMA
أيضا له مهام تثقيفية وتدريبية للعاملين في قسم الطب النووي عن الاشعاع و أيضا التأكد من سلامة بيئة العمل إشعاعيا عن طريق المسح الاشعاعي المستمر لمناطق العمل وأماكن تواجد المواد المشعه في القسم.
اما الفيزيائيين في قسم العلاج الاشعاعي فهم يقدمون خدمات لاقسام علاج الأورام السرطانية من ضمن هذة الخدمات عمل التخطيط للجرعات الاشعاعية و التأكد من وصول هذه الجرعات بدقة لمكان الورم مما يقلل نسبة الضرر على الأنسجة السليمة المحيطة بالورم.
في حين ان الفيزيائي في أقسام التصوير التشخيصي له مهام التأكد من ان اجهزه التصوير الطبي التشخيصي كأجهزة الاشعه السينيه واجهزة الأشعة الفوق صوتية Ultrasound و اجهزة أشعة التصوير الطبقي CT بالاضافة الى اجهزة أشعة الرنين المغناطيسي MRI ، مطابقة للمواصفات و المعايير العالمية وغالبا يتبع في هذا توصيات الجمعيات مثل ACR و AAPM.
اما الفيزيائي الصحي فمهامه تتركز على حماية المرضى والعاملين وكافة الجمهور من اخطار الاشعاع عن طريق التأكد من عدم تعرضهم لأي اشعاعات غير ضرورية و أيضا لهم مهام في التواصل مع الجهات الرقابية في الدولة كمدينة الملك عبدالله للطاقة الذرية والمتجددة في المملكة العربية السعودية والتاكد من تطبيق قوانين الدولة ومنظماتها للحماية من الاشعاع.
كيف تتخصص في الفيزياء الطبية ؟

كون التخصص في أحد مجالات الفيزياء الطبية عادة بعد انهاء درجة البكالوريوس في العلوم أو الهندسة، ويفضل تخصص الفيزياء على بقية العلوم. ومن ثم التقديم على درجة الماجستير في تخصص الفيزياء الطبية.

مع العلم أن هناك بعض الجامعات التي تقدم بكالوريوس في الفيزياء الطبية.

بعد الحصول على درجة الماجستير يمكن إكمال التخصص في الدكتوراة، أو التقديم على برنامج زمالة والذي عادة يكون لمدة سنتين، حيث يتم التدريب في أحد مجالات الفيزياء الطبية (مثال فيزياء العلاج الإشعاعي أو الفيزياء التشخيصية).

كتبته:
العنود الشامسي

ماجستير فيزياء طبية - جامعة كوينزلاند للتكنولوجيا باستراليا

العالم نيوتن 

إسحاق نيوتن عالم إنجليزي  ولد عام 1642 مـ في احدى القرى البريطانية  يعد من أبرز العلماء مساهمة في الفيزياء والرياضيات  عبر العصور وأحد رموز الثورة العلمية. شغل نيوتن منصب رئيس الجمعية الملكية، كما كان عضوًا في البرلمان الإنجليزي، إضافة إلى توليه رئاسة دار سك العملة الملكية، وزمالته لكلية الثالوث في كامبريدج  وهو ثاني استاذ لوكاسي للرياضيات في جامعة كامبريدج  له اسهامات عديدة في العلوم الطبيعيه و منها الفيزياء و الرياضيات و الكيمياء و البصريات و الفلسفة و علم اللاهوت و هذا ما جعله يحظى باحترام الملوك و يحتل مكانه عاليه لديهم ، عرف بالأدب و التواضع .

ما زال كتابه  الذي يعتبره الكثيرون الأكثر تأثيراً في تاريخ العلم و هو ( الأصول الرياضيه للفلسفة الطبيعية) ، عرض فيه قوانين الحركة الثلاثة و قانون الجذب العام و بلور علم التفاضل و التكامل بشكل ابهر به جميع علماء عصره.

عرف نيوتن بأنه مكتشف الجاذبيه و قصة التفاحه ، كما درس نيوتن البصريات و تحقق من انكسار الضوء و برهن ان الضوء الابيض يتكون من عدة ألوان من خلال مروره بالمنشور و باستخدام عدسة منشور آخر واستطاع تجميع الضوء الابيض ليتوصل من خلال هذا  الاستنتاج الى اختراع التلسكوب العاكس الذي يتغلب على مشكلة الالوان في التلسكوبات التي تعتمد على انكسار الضوء، و قد ساعده هذا الاختراع على دراسة تأثير الجاذبية على حركة الكواكب , كما صاغ قانون عملي للتبريد ودرس سرعة الصوت  بالإضافة إلى تأسيسه لحساب التفاضل والتكامل، وساهم نيوتن أيضًا في دراسة متسلسلات القوى ونظرية ذات الحدين، ووضعطريقة نيوتن لتقريب جذور الدوال.

من اقواله:

·         - قمة الثقة ان تسكت عندما يستهزئ بك الآخرين لأنك تعرف من أنت و من هم .

·         الطبيعة تسري بالبساطة .

·        -  إذا كنت قد استطعت أن أرى أبعد من غيري فلأنني وقفت على أكتاف عدد كبير من العمالقة.

·       -   أجمل النظم على الإطلاق (الكون) لا يمكن أن ينبثق إلا عن حكمة وهيمنة خالق ذكي وقادر.

·         - ما يجب وضعه في الاعتبار هو ثقل التجارب لا عددها.

·         - إذا كنت قد اكتشفت أية اكتشافات ذات قيمة ، فلقد حدث ذلك جراء الانتباه الصبور أكثر من أية مهارة اخرى.

·         - يمتد امام ناظري محيط الحقيقة اللامتناهي و هو لم يستكشف بعد.

·       -   بالنسبة لي لم يكن هناك مصدر أعلى بالشرف الدنيوي أو التميز من ذلك المرتبط بالتقدم العلمي.

·       -   الكياسة هي فن تحقيق هدف دون صنع عدو.

·        -  نحن نبني الكثير من الجدران ، ولكننا لا نبني ما يكفي من جسور.

·        -  أجمل النظم على الاطلاق (الكون) لا يمكن أن ينبثق الا عن حكمة و هيمنة خالق ذكي و قادر.

·         أنا جاهل لا أعرف الا حقيقة واحدة و هي أني لا اعرف شيئاً.

     كُتبه:

• الأصول الرياضية للفلسفة الطبيعية
• البصريات 
• التسلسل الزمني للممالك القديمة

• حول حركة الأجسام في مدارات (مخطوطة)

جمع وتنسيق:

الاستاذ: سعود الجعيد

الاستاذه: منال الكثيري

المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية

بدعم من مؤسسة الكويت للتقدم العلمي تم قبولي في البرنامج البحثي للمنظمة الأوروبية للأبحاث النووية (سيرن) التي تقع على الحدود السويسرية الفرنسية. تم اختياري ضمن مجموعة أطلس وهو أكبر كاشف جسيمات صنعته البشرية ويزن ٧ ملايين كيلوغرام ويقع على مصادم الهادرونات الكبير (وهو أكبر مصادم جسيمات بالعالم) كأحد الكواشف متعددة الإستخدامات ضمن مجموعة كواشف أخرى.

يحتوي أطلس على مجموعة من الكواشف الداخلية التي يقوم كل منها بالكشف عن نوع معين من الجسيمات الناتجة من التصادم وكان عملي على الكواشف الكهرومغناطيسية وهي المسؤولة عن رصد الفوتونات والإلكترونات والبوزيترونات.

مرفق 1: أطلس مع الكواشف الداخلية.

 في البداية أود أن أستعرض بعض الصور التي التقطتها من داخل المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية

مرفق2 : طريق ألبرت آينشتاين

جميع الطرق الداخلية في المنظمة تسمى بأسامي علماء الفيزياء الذين ساهموا بأعمالهم، يعتبر طريق ألبرت آينشتاين هو أول طريق ستمشي عليه عندما تدخل المنظمة.

مرفق3: القبة 

رمز أيقوني ومتحف لعرض إنجازات المنظمة منذ إنشائها وأخذت شكل القبة الدائرية لتوضح رسالة أن إنجازاتها هي لكوكب الأرض وللبشرية.  

مرفق 4 : صرح هندسي

  يقع بجانب القبة، صرح أيقوني هندسي جميل يستعرض إنجازات العلماء في العلوم الطبيعية والرياضية على مر التاريخ. 

مرفق 5 : قاعة المحاضرات

تقام بالقاعة سلسلة المحاضرات العلمية التي تقدمها سيرن من الفيزياء النووية وفيزياء الجسيمات إلى الكواشف وتطبيقات الرصد وهذه هي القاعة التي أعلن بها اكتشاف بوزون هيغز. 

مرفق 6 : احد ممرات أطلس 

يوضع على حائط الممرات ملصقات علمية عن أطلس بالإضافة إلى إعلانات لمؤتمرات علمية قادمة.

مرفق 8: مبنى أطلس من الداخل 

نجد ملصق لأطلس ممتد على ادوار المبنى وأيضًا مقهى أطلس والدور الأرضي عادة للراحة والمحادثات الإجتماعية .

قررت المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية بناء مصادم هادرونات جديد أكبر من المصادم الحالي بأربعة أضعاف

 (ويعرف بالمصادم الحلقي المستقبلي) لاكتشاف ظواهر فيزيائية جديدة والتأكد أيضاً من صحة اكتشاف بوزون هيغز بشكل نهائي.

مرفق 9 : صورة محيط المصادم الجديد

 صورة توضح محيط المصادم الجديد باللون الأصفر ويصل إلى ١٠٠ كيلومتر مقارنة مع محيط مصادم الهادرونات الكبير. ^(١)

مرفق ١٠: مبنى أطلس في المنظمة الأوروبية للأبحاث النووية

تم تعيين مجموعات داخل أطلس لدراسة وتحسين مستوى الكواشف وتقنيات الكشف التي ستكون في المصادم الحلقي الجديد. وتم إعطائي مهمة إثبات أن تقنيات الكشف في المصادم الحلقي الجديد ستكون قادرة على رصد بوزون هيغز (اكتشف عام ٢٠١٢ وحاز بيتر هيغز صاحب النظرية على جائزة نوبل بالفيزياء) بطاقات عالية بما إن المصادم الجديد سيولد طاقة تصادم تعادل ١٠٠ تيرا إلكترون فولت مقارنة مع مصادم الهادرونات الحالي ذو طاقة تصادم تصل إلى ١٤ تيرا إلكترون فولت.

وقمت بإثبات أن تقنيات الكشف الموجودة حاليا في مصادم الهادرونات الكبير ستكون قادرة على كشف بوزون هيغز بطاقة تعادل ١٠ تيرا إلكترون فولت و ١ تيرا ألكترون فولت كما هو مدرج بالبحث الذي قمت بنشره في أغسطس ٢٠١٧.

تعرف تقنية الكشف باسم sliding window وهي خوارزمية  تستعمل لرصد الفوتونات والإلكترونات الناتجة من اصطدام الجسيمات بالكواشف وتم شرحها في البحث. عملية رصد الجسيمات بالكواشف ليست عملية مباشرة بل هي مثل تركيب قطع المكعبات أي هناك عدة معلومات يجب تجميعها مع بعضها لمعرفة الجسيم. كان لابد من دراسة مكثفة لفيزياء الكواشف وعمل نماذج حوسبية بظروف المصادم الجديد للتحقق من النتائج، فبناء مصادم بهذه الضخامة يحتاج دراسة مفصلة لجميع أجزاءه من كواشف ومسرعات وتقنيات أخرى. فمثل هذه المشاريع الضخمة تتطلب اجتماع اسبوعي لمناقشة آخر التطورات.

مرفق 11: صورة لجلسة مناقشة البحوث 

 يقوم الباحثون في سيرن باجتماعات اسبوعية بحيث كل باحث يأخذ ٢٠ دقيقة لمناقشة آخر التطورات.

استخدمت بالبحث نماذج محاكاة لتصادمات تحت ظروف المصادم الجديد، فقمت بعمل محاكاة ٥٠٠ تصادم لجسيم البيون المتعادل لعدة طاقات مختلفة: ٥، ١٠، ١٥، ٢٥، ٥٠ غيغا إلكترون فولت. كانت المحاكاة العامل الأساسي لاستخراج النتائج وقد ذكرت في البحث بالتفصيل الممل إجراءات المحاكاة وما ترتب عليها من نتائج.

ما هي علاقة البيون المتعادل ببوزون هيغز؟ عندما يتفاعل البيون المتعادل مع الكاشف فإنه يتحلل إلى فوتونين اثنين يحملان تقريباً نصف طاقة البيون المتعادل، أي إذا كان هناك بيون طاقته ١٠ غيغا الكترون فولت سينحل إلى فوتونين كل منهما يحمل ٥ غيغا الكترون فولت، وكذلك بوزون هيغز عندما يتفاعل مع المادة سيتحلل إلى فوتونين. إذا فإن دراسة البيون المتعادل وتطبيق الخوارزمية عليه إن نجحت ستنجح أيضاً على بوزون هيغز، لهذا كانت المحاكاة على البيون المتعادل وليس بوزون هيغز. ولكن الفرق أن الخوارزمية نجحت على البيون بطاقة ١٠ غيغا الكترون فولت ونجحت على بوزون هيغز بطاقة ١٠ تيرا الكترون فولت.

المراجع:

١)http://cerncourier.com/cws/article/cern/56603

رابط البحث :
https://cds.cern.ch/record/2278202?ln=en


كتبه:
حمد عبدالوهاب الهندي
كلية العلوم جامعة الكويت