MESA في ماينز: التقدم في مغامرة الفيزياء الكبيرة القادمة!

MESA في ماينز: التقدم في مغامرة الفيزياء الكبيرة القادمة!

بدأ بناء مسرع الجسيمات لاستعادة الطاقة MESA (مسرع استعادة الطاقة في ماينز) في جامعة يوهانس جوتنبرج ماينز (JGU). وفي 10 أبريل 2025، تم تسليم غرفة مفرغة تزن أكثر من 3 أطنان، وهو أمر بالغ الأهمية لمشاريع البحث الجارية. يأتي هذا التسليم بعد تركيب مغناطيس فائق التوصيل بوزن 21 طنًا في نوفمبر 2024، مما يوضح التقدم المحرز في المشروع. لا يعد MESA جزءًا من مجموعة التميز PRISMA+ في ماينز فحسب، بل يفتح أيضًا إمكانيات جديدة في البحث الأساسي في الفيزياء.

الهدف الرئيسي لـ MESA هو التجربتان الرئيسيتان، MAGIX وP2، اللتان تهدفان إلى المساهمة في أبحاث ما يسمى بـ "الفيزياء الجديدة". تركز تجربة P2 على القياس الدقيق لزاوية الخلط الضعيفة من أجل توضيح الأسئلة المفتوحة في فيزياء الجسيمات الأولية. يبلغ طول غرفة التفريغ الجديدة 7 أمتار وقطرها 2.4 متر، مما يعطي حجمًا يصل إلى 32 مترًا مكعبًا. هذا الشرط مهم لأن الغرفة تخلق الفراغ اللازم للخلية المستهدفة، والتي يجب أن تعمل في درجات حرارة منخفضة للغاية تبلغ حوالي -257 درجة مئوية.

التحديات والحلول التكنولوجية

يتم تخزين الهيدروجين السائل في هذه الخلية المستهدفة، ويبلغ حجمها حوالي 70 لترًا. لا يعمل فراغ الغرفة كعزل فحسب، بل يضمن أيضًا تبديد الحرارة الناتجة عن شعاع الإلكترون الموجود على الخلية المستهدفة بكفاءة بواسطة مبرد الهيليوم. تحتوي الغرفة المفرغة أيضًا على كاشف بكسل السيليكون في الجزء الخلفي الذي يقيس زخم الإلكترونات. الميزة الخاصة هي النافذة المفرغة المصنوعة من راتنجات الإيبوكسي المقواة بألياف الكربون، والتي يتم تثبيتها بين الأجزاء الأمامية والخلفية للغرفة.

غرفة التفريغ نفسها مصنوعة من سبائك الألومنيوم عالية القوة، وهي مجهزة بأختام معدنية خاصة لضمان مقاومة عالية للإشعاع. لقد تم تصميمه ليناسب المغناطيس فائق التوصيل، مما يعني أن شكله يجب أن يكون مستديرًا للغاية.

التمويل والخطوات الأخرى

استفادت أعمال التطوير في تجربة P2 من التمويل المقدم من مجموعة التميز PRISMA+ وبرنامج المعدات واسع النطاق التابع لمؤسسة الأبحاث الألمانية (DFG). وفي الوقت نفسه، يتم أيضًا دفع تطوير التقنيات المستخدمة في مشاريع مثل MESA إلى الأمام من خلال التعاون الدولي. أحد الأمثلة على ذلك هو المصادم الخطي الدولي (ILC)، الذي يعتمد على تكنولوجيا المسرعات فائقة التوصيل، والتي توفر مزايا مثل فقدان الطاقة المنخفض والجودة العالية لحزم الجسيمات. تم تطوير هذه التقنيات من قبل مؤسسات مثل DESY وTESLA Technology Collaboration منذ التسعينيات وتوفر خلفية قيمة للتطورات الحالية في ماينز.

بشكل عام، يعد MESA مثالًا رائعًا لفيزياء الجسيمات الحديثة التي أصبحت في طليعة التقدم التكنولوجي في السنوات الأخيرة وتمكن من إجراء الأبحاث الجامعية على المستوى الدولي.