المختبر الوطني للسيكلوترون فائق التوصيل

كان المختبر الوطني للسيكلوترون فائق التوصيل ( NSCL )، الواقع في حرم جامعة ولاية ميشيغان، مرفقًا لأبحاث النظائر النادرة في الولايات المتحدة. تأسس مختبر السيكلوترون عام 1963، وخلفه مرفق حزم النظائر النادرة، وهو مسرع خطي يزود قاعات الكاشف نفسها بحزم النظائر. كان المختبر الوطني للسيكلوترون فائق التوصيل ، وهو مختبر علوم الطاقة النووية أكبر منشأة للعلوم النووية في الولايات المتحدة الأمريكية، ويقع داخل حرم جامعي. وبتمويل أساسي من المؤسسة الوطنية للعلوم وجامعة ولاية ميشيغان، كان المختبر يُشغّل اثنين من مسرعات السيكلوترون فائقة التوصيل. وقد درس علماء المختبر خصائص النظائر النادرة والتفاعلات النووية. تحدث هذه التفاعلات في النجوم والبيئات النجمية المتفجرة، مثل المستعرات والمستعرات العظمى. وكان مسرع السيكلوترون K1200 أعلى مسرع شعاع ( فيض) مستمر عالي الطاقة في العالم (مقارنةً بمسرعات السنكروترون، مثل مصادم الهادرونات الكبير، التي تُنتج الشعاع على شكل "دورات"). كان الهدف الرئيسي للمختبر فهم خصائص نوى الذرات. نوى الذرات أصغر بعشرة آلاف مرة من الذرات التي تحتويها، لكنها تكوّن معظم كتلة الذرة (أكثر من 99.9%). معظم نوى الذرات الموجودة على الأرض مستقرة (أي لا تتحلل)، لكن هناك العديد من النظائر غير المستقرة والنادرة في الكون التي تتحلل، وهذه قد تتواجد لفترة زمنية وجيزة جدًا في ظروف الضغط أو الحرارة العالية. قام مختبر NSCL بتصنيع ودراسة نوى ذرية ليست موجودة على الأرض. يُعدّ البحث في النظائر النادرة أساسيًا لفهم كيفية تكوّن العناصر، وبالتالي الكون. وهذا من مهام الفيزياء والفزيائيين. صُنِّف برنامج الدراسات العليا في الفيزياء النووية بجامعة ولاية ميشيغان كأفضل برنامج في أمريكا وفقًا لمؤشر أفضل كليات الدراسات العليا لعام 2018 الذي نشرته مجلة يو إس نيوز آند وورلد ريبورت. تحديثات المختبر تتوافق خطط التحديث بشكل وثيق مع تقرير صادر في ديسمبر 2006 عن الأكاديميات الوطنية بعنوان "الفرص العلمية المتاحة لإنشاء مرفق للنظائر النادرة في الولايات المتحدة"، والذي يحدد أجندة علمية لمرفق النظائر النادرة في الولايات المتحدة، ويتناول الحاجة إلى مثل هذا المرفق في سياق الجهود الدولية المبذولة في هذا المجال. ويعمل المختبر الوطني للسيكلوترون فائق التوصيل على تطوير قدراته بشكل كبير، مما سيضمن بقاء المختبر - والعلوم النووية - في طليعة التطور العلمي حتى مطلع القرن الحادي والعشرين. سيساهم تحديث مرفق NSCL - و معمل لحزم النظائر النادرة (FRIB) الذي تبلغ تكلفته 750 مليون دولار أمريكي، والذي كان قيد الإنشاء في عام 2020 - في تعزيز كثافة وتنوع حزم النظائر النادرة المنتجة في جامعة ولاية ميشيغان، وذلك باستبدال مسرعي الجسيمات K500 وK1200 بمسرع خطي قوي سيتم بناؤه تحت الأرض. ستتيح حزم الجسيمات هذه للباحثين والطلاب مواصلة تفسير العديد من الأسئلة التي تتعلق بالحدود الفكرية للعلوم النووية: كيف يختلف سلوك النوى الجديدة قصيرة العمر عن سلوك النوى الأكثر استقرارًا؟ ما طبيعة التفاعلات النووية في البيئات النجمية المتفجرة؟ ما هي بنية المادة النووية الساخنة عند الكثافات غير الطبيعية؟ إلى جانب البحوث الأساسية، قد يُسفر مركز أبحاث النظائر المشعة النادرة FRIB عن فوائد متعددة التخصصات. كما ستساعد التجارب التي تُجرى فيه علماء الفلك على تفسير البيانات الواردة من المراصد الأرضية والفضائية بشكل أفضل. وسيُساهم العلماء في مرفق علوم النظائر في أبحاث التنظيم الذاتي والتعقيد الناجم عن التفاعلات الأولية، وهو موضوع ذو صلة بعلوم الحياة والحوسبة الكمومية. علاوة على ذلك فقد تُؤدي إمكانيات المركز إلى إحراز تقدم في مجالات أخرى متنوعة كالطب الحيوي، وعلوم المواد، والأمن القومي والدولي، والطاقة النووية. المعهد المشترك للفيزياء الفلكية النووية المعهد المشترك للفيزياء الفلكية النووية (JINA) هو مشروع تعاوني بين جامعة ولاية ميشيغان و جامعة نوتردام و جامعة شيكاغو، يهدف إلى معالجة طيف واسع من المسائل التجريبية والنظرية والرصدية في الفيزياء الفلكية النووية. ويقع جزء من هذا التعاون في جامعة ولاية ميشيغان في المختبر الوطني للسيكلوترون فائق التوصيل، ويضم حوالي 30 عالماً في الفيزياء النووية والفيزياء الفلكية. انظر أيضاً سيرن السيكلوترون جسيم أولي معمل لحزم النظائر النادرة مركز هلمهولتز لبحوث الأيونات الثقيلة ألمانيا فيزياء الجسيمات مسرع الجسيمات المسرع الوطني الكبير للأيونات الثقيلة فرنسا المراجع روابط خارجية مرفق علوم النظائر في جامعة ولاية ميشيغان "الفرص العلمية المتاحة في منشأة النظائر النادرة في الولايات المتحدة" - تقرير صادر عن الأكاديميات الوطنية "العلوم النووية تخترق آفاقًا جديدة" تعليق بقلم مدير مختبر علوم الطاقة النووية، سي. كونراد جيلبكه، في عدد ديسمبر 2006 من مجلة سيرن كورير "مركز NSCL يحصل على 100 مليون دولار من تمويل مؤسسة العلوم الوطنية" - نشرة أخبار جامعة ولاية ميشيغان، 26 أكتوبر 2006 بودكاست سبارتان – أردن إل. بيمينت الابن. مقابلة صوتية مع مدير مؤسسة العلوم الوطنية، أردن إل. بيمينت الابن، الذي زار جامعة ولاية ميشيغان في 26 أكتوبر 2006 لمنح مختبر علوم الطاقة النووية أكثر من 100 مليون دولار لتمويل عملياته حتى عام 2011، مما يسلط الضوء على مكانة المختبر كمرفق رائد عالميًا في مجال العلوم النووية. جولة افتراضية في مرفق علوم النظائر بجامعة ولاية ميشيغان قالب:Michigan State University