Dziesięć lat po odkryciu bozonu Higgsa, Wielki Zderzacz Hadronów rozpocznie rozbijanie protonów na niespotykanych dotąd poziomach. Naukowcy chcą w ten sposób odkryć kolejne tajemnice dotyczące funkcjonowania Wszechświata.
Największy i najpotężniejszy zderzacz cząstek na świecie został uruchomiony w kwietniu po trzyletniej przerwie przeznaczonej na modernizację. Od dziś będzie pracował przez całą dobę przy rekordowej energii zderzenia 13,6 Tev - ogłosiła Europejska Organizacja Badań Jądrowych (CERN).
Wielki Zderzacz będzie wysyłał dwie wiązki protonów w przeciwnych kierunkach z prędkością bliską prędkości światła wokół 27-kilometrowego pierścienia zakopanego pod granicą szwajcarsko-francuską. Zderzenia protonów będą rejestrowane i analizowane przez tysiące naukowców w ramach szeregu eksperymentów, takich jak ATLAS, CMS, ALICE i LHCb, które wykorzystają zwiększoną moc do badania ciemnej materii, ciemnej energii i innych fundamentalnych tajemnic Wszechświata.
- Naszym celem jest 1,6 miliarda zderzeń protonów na sekundę. Dane będą przydatne w eksperymentach ATLAS i CMS – mówił szef akceleratorów i technologii CERN Mike Lamont. - Tym razem wiązki protonów zostaną zawężone do mniej niż 10 mikronów (ludzki włos ma grubość około 70 mikronów), aby zwiększyć szybkość zderzeń - dodał.
Nowy poziom energii pozwoli na dalsze badania bozonu Higgsa, który Wielki Zderzacz Hadronów po raz pierwszy zaobserwował 4 lipca 2012 roku. Odkrycie to zrewolucjonizowało fizykę. Bozon Higgsa doskonale wpasował się do Modelu Standardowego – głównej teorii wszystkich cząstek elementarnych tworzących materię i rządzących nimi sił.
Jednak kilka ostatnich odkryć wzbudziło wątpliwości co do Modelu Standardowego, dlatego też zmodernizowany zderzacz przyjrzy się bozonowi Higgsa dokładniej.
- Bozon Higgsa jest związany z niektórymi z najważniejszych pytań w fizyce - powiedziała dyrektor generalna CERN Fabiola Gianotti, która po raz pierwszy ogłosiła odkrycie bozonu dekadę temu.
W porównaniu z pierwszym uruchomieniem zderzacza, w którym odkryto bozon Higgsa, tym razem będzie 20 razy więcej zderzeń. - To znaczący wzrost, otwierający drogę do nowych odkryć - powiedział Lamont.
Joachim Mnich, szef badań i obliczeń w CERN, powiedział, że jest jeszcze wiele do nauczenia się o bozonie. - Czy bozon Higgsa jest rzeczywiście cząstką fundamentalną, czy też jest to kompozyt? Czy jest to jedyna taka cząstka, która istnieje? - pytał.
Poprzednie eksperymenty określiły masę bozonu Higgsa, a także ponad 60 cząstek złożonych przewidywanych przez Model Standardowy, takich jak tetrakwarki.
Gian Giudice, szef wydziału fizyki teoretycznej CERN, powiedział, że obserwowanie cząstek to tylko część pracy. - Fizyka cząstek nie chce po prostu zrozumieć „jak”. Naszym celem jest zrozumienie „dlaczego” - powiedział.
Wśród dziewięciu eksperymentów Wielkiego Zderzacza Hadronów znajduje się ALICE, który bada materię istniejącą w pierwszych 10 mikrosekundach po Wielkim Wybuchu, oraz LHCf, który wykorzystuje zderzenia do symulacji promieniowania kosmicznego.
Fizycy z niecierpliwością czekają na wyniki trzeciego uruchomienia Wielkiego Zderzacza Hadronów. - Rozpoczyna się nowy sezon w fizyce - przekazał CERN.
Źródło: CERN, AFP, fot. Maximilien Brice/Julien Marius Ordan/CERN
