LHC – czas na pełną moc
W 2019 roku Wielki Zderzacz Hadronów został wyłączony w celu przeprowadzenia prac serwisowych i dokonania pewnych ulepszeń kompleksu. W kwietniu bieżącego roku, po opóźnieniach związanych z pandemią COVID-19, w końcu uruchomiono go ponownie. Zainicjowano wówczas kolejną, trzecią już rundę pracy zderzacza, która powinna potrwać do 2026 roku.
Po przerwie Wielki Zderzacz Hadronów wykorzystano niejednokrotnie. Wówczas posyłano jednak do jego tuneli strumienie protonów o stosunkowo małej energii, na przykład 450 gigaelektronowoltów. Tymczasem już od najbliższego wtorku, 5 lipca, ma on zderzać ze sobą strumienie cząstek o energii… 13,6 teraelektronowoltów. Badacze dążą do tego, by w akceleratorze dochodziło do nawet 1,6 miliarda kolizji na sekundę.
We wtorek Wielki Zderzacz Hadronów wyśle dwie wiązki protonów, poruszające się niemal z prędkością światła, w przeciwne strony 27-kilometrowego pierścienia umieszczonego 100 metrów pod granicą szwajcarsko-francuską. Kolizje cząstek, do których dojdzie, gdy wiązki się ze sobą zderzą, będą rejestrowane i analizowane w ramach szeregu eksperymentów, takich jak ATLAS, CMS, ALICE czy LHCb, związanych z badaniem ciemnej materii, ciemnej energii i nie tylko.
Aby podczas badań częstotliwość zderzeń była jak największa, akcelerator wytworzy strumienie cząstek o średnicy mniejszej niż 10 mikronów. Dla porównania, grubość ludzkiego włosa wynosi jakieś 70 mikronów.
Tajemnice wymagające wyjaśnienia
Naukowcy w szczególności mają nadzieję na to, że jeszcze wyższa energia akcelerowanych strumieni cząstek pozwoli im dowiedzieć się czegoś więcej na temat bozonu Higgsa. Ten został po raz pierwszy zaobserwowany przez Wielki Zderzacz Hadronów 4 lipca 2012 roku. Jego odkrycie zrewolucjonizowało fizykę – po części dlatego, że pasowało do Modelu Standardowego – czołowej teorii opisującej wszystkie fundamentalne cząstki tworzące materię i siły, które nimi rządzą. To powiedziawszy, kilka innych ostatnich odkryć wzbudziło nowe pytania na temat Modelu Standardowego. Dlatego badacze chcą przyjrzeć się bozonowi Higgsa dokładniej.
„Bozon Higgsa jest powiązany z jednymi z najbardziej gruntownych pytań dotyczących współczesnej fizyki fundamentalnej, na które nie ma odpowiedzi.”, powiedziała dyrektor generalna Cern, Fabiola Gianotti. Uczeni zastanawiają się na przykład, czy istnieją cząstki podobne do bozonu Higgsa i czy bozon Higgsa na pewno jest cząstką elementarną.
We wtorek podczas pojedynczej rundy pracy akceleratora dojdzie do 20 razy więcej cząstek niż w dniu, w którym odkryto bozon Higgsa. Cóż, to znacząca zmiana.
Kto wie, czego uda się dokonać podczas trzeciej rundy pracy Wielkiego Zderzacza Hadronów. Być może naukowcy w końcu wykryją z jego pomocą chociażby ciemną materię. Nie pozostaje nam nic innego, jak życzyć naukowcom, którzy z niego korzystają, powodzenia.
Jeżeli z pomocą Wielkiego Zderzacza Hadronów nie uda się wykryć ciemnej materii, być może pozwoli na to akcelerator cząstek nowej generacji, plany budowy którego CERN już zatwierdziła. Jego tunel ma mieć aż 100 kilometrów długości, jednak jego budowa wystartuje nie wcześniej w 2038 roku.
Źródło: CERN, fot. tyt. CERN