کشف ذره کوارک سر در آزمایشگاه فیزیک فرمی

۲۳ آوریل سال ۱۹۹۴، درست ۲۱ سال پیش، ذره کوارک سر در دپارتمان انرژی آزمایشگاه شتاب‌دهنده فرمی کشف شد. این ذره از رده سوم در میان کوارک‌ها است و از آنجایی که اسپینش یک دوم است جزء فرمیون‌ها محسوب می‌شود.

تقریباً بیش از ۶۰ سال از ساخت و توسعه شتاب‌دهنده‌ها می‌گذرد و تا این لحظه این فناوری پیشرفته کمک بسیاری به دانشمندان در شناخت بهتر دنیای پیرامون ما کرده است. روزگاری‌اتم کوچکترین واحد تشکیل دهنده جرم و ماده تصور می‌شد اما حال تحقیقات نشان داده که این تصور اشتباه بوده است و ذرات بسیار کوچکتری نیز در این بین وجود دارند. یکی از کشف‌های بزرگ در قرن ۲۰ میلادی مربوط به کشف ذرات بنیادی است که تحولی بزرگ در علم فیزیک به وجود آورد و همچنین دانشمندان به کمک شتاب‌دهنده‌هایی که روز به روز قدرتمندتر می‌شوند توانستند ذرات بنیادی بیشتری را کشف کنند. شاید بتوان مهمترین کشف آنها در این مسیر را کشف ذره خدا برشمرد که اخیراً توسط دانشمندان بعد از ۴۰ سال جستجو وجودش اثبات شده است.

تاکنون دانشمندان در فیزیک ذرات بنیادی موفق به کشف ذرات بسیاری شده‌اند که یکی از آن‌ها ذره کوارک سر یا Top-Quark است که کشف آن به تاریخ ۲۳ آوریل سال ۱۹۹۴ در واحد انرژی لابراتوار تحقیقاتی شتابدهنده فرمی باز می‌گردد. کوارک یک ذره بنیادی و بخش اساسی سازندهٔ ماده است. کوارک‌ها با هم ترکیب می‌شوند تا ذرات مرکبی به نام هادرون را به وجود بیاورند که از معروف‌ترین آنها می‌توان به پروتون و نوترون اشاره کرد. آزمایشگاه ملی فرمی مشهور به فرمی لب (Fermilab) یک مرکز علمی فدرال در ایالت ایلینوی آمریکا است که یکی از مشهورترین و پیشرفته‌ترین شتاب‌دهنده‌های دنیا در آن قرار دارد. شتاب‌دهنده ذرات، دستگاه یا بهتر است اشاره کنیم تاسیساتی فوق پیشرفته است که در آن ذرات باردار همانند ذرات بنیادی، هسته‌اتم، مولکول‌ها و... به وسیله میدان‌های الکتریکی یا مغناطیسی تا سرعت‌های بسیار زیادی شتاب داده می‌شوند. به طوری که سرعت بسیاری از آنها، حتی نزدیک به سرعت نور می‌رسد. انرژی جنبشی ذره در این حالت به این ترتیب، به اندازه چندین برابر انرژی در حال سکون آن است. همین انرژی بسیار بالا و برخورد ذرات با یکدیگر با این سطح انرژی باعث انهدام ذرات و شناسایی ذرات بنیادی شده است.