كشف لغز ظاهرة فيزيائية غامضة داخل المركز الأوروبي للأبحاث النووية.. ما القصة؟
كشف علماء من المركز الأوروبي للأبحاث النووية سيرن CERN، بالتعاون مع جامعة غوتة في فرانكفورت، عن رصد وعزل ظاهرة فيزيائية غامضة طالما أثّرت على أداء مسرع الجسيمات في جنيف، واصفين إياها مجازًا بـ الشبح الذي كان يتجوّل داخل المنظومة، وذلك وفقًا لما نشر في الماركا.
القبض على الشبح الذي كان يطارد مسرّع الجسيمات في جنيف
ووفقًا لدراسة حديثة نُشرت في مجلة Nature Physics، فإن هذه الظاهرة غير المرئية كانت تؤثر على سلوك الجسيمات داخل مسرّع البروتونات الفائق (SPS)، ما يؤدي أحيانًا إلى تدهور الحزمة وفقدان جزء من الجسيمات أثناء التشغيل.
ما هو الشبح؟
أوضح الباحثون أن الشبح يتمثل في ظاهرة رنين ناتجة عن تداخل موجات الطاقة داخل المسرّع، حيث تتفاعل الموجات مع بعضها البعض لتكوّن مناطق صغيرة تتركز فيها الطاقة بشكل غير طبيعي، وتتميّز هذه الظاهرة بأنها ثلاثية الأبعاد ومتغيرة مع الزمن، ما استدعى دراستها ضمن إطار رباعي الأبعاد لفهم سلوكها بدقة.
ويعود مسرّع SPS إلى سبعينيات القرن الماضي، ويبلغ قطره نحو ستة كيلومترات، وفي عام 2019، جرى تركيب مصدّ شعاع مطوّر يعمل كمنحدر آمن لتصريف الأشعة عالية الطاقة. ومع رصد خلل غير معتاد في أداء هذا المكوّن، بدأ العلماء في رسم خريطة دقيقة للاضطراب، ما قادهم في النهاية إلى تحديد مصدر الظاهرة الغامضة.
وتشير الدراسة إلى أن عيوبًا طفيفة في بعض المغناطيسات، إلى جانب اهتزازات دقيقة داخل النظام، قد تتسبب في حدوث رنين وتداخل توافقي، يؤدي بدوره إلى تضخيم الطاقة في نقاط محددة، وهو ما يُحدث هذا التأثير الشبحي داخل المسرّع.
ويرى الباحثون أن فهم هذه الظاهرة يمثل خطوة مهمة لتفادي خسائر الجسيمات، وتحسين جودة التجارب العلمية، فضلًا عن المساهمة في تصميم مسرّعات جسيمات أكثر كفاءة في المستقبل، كما يساعد هذا التقدم في تقليل التكاليف عبر الحفاظ على سلامة الأشعة والبيانات، وتحقيق نتائج أدق بجهد أقل.
وأكد فريق البحث أن القبض على الشبح، لا يعني نهاية الظواهر المعقدة داخل مسرّعات الجسيمات، لكنه يمثل تقدمًا لافتًا في فهم التفاعلات الدقيقة التي تحكم واحدة من أكثر الأدوات العلمية تطورًا في العالم
