The Big Hadron Collider (LHC) este o minunăție a fizicii moderne a particulelor care a permis cercetătorilor să acopere profunzimile realității. Originile sale se întind până în 1977, când Sir John Adams, fostul director al Organizației Europene pentru Cercetări Nucleare (CERN), a sugerat construirea unui tunel subteran care să poată găzdui un accelerator de particule capabil să atingă energii extraordinar de mari, potrivit unui Lucrare de istorie 2015 a fizicianului Thomas Schörner-Sadenius.
Proiectul a fost aprobat oficial douăzeci de ani mai târziu, în 1997, și a început construcția pe un inel cu o lungime de 27 de kilometri (27 de kilometri) care a trecut sub granița franceză-elvețiană, capabilă să accelereze particulele până la 99,99 la sută viteza luminii și să le spargă. împreună. În interiorul inelului, 9.300 de magneți ghidează pachetele de particule încărcate în două direcții opuse, cu o rată de 11.245 de ori pe secundă, aducându-le în cele din urmă pentru o coliziune frontală. Facilitatea este capabilă să creeze aproximativ 600 de milioane de coliziuni în fiecare secundă, eliminând cantități incredibile de energie și, din când în când, o particulă grea exotică și niciodată văzută până acum. LHC funcționează cu energii de 6,5 ori mai mare decât acceleratorul de particule precedent de înregistrare, Tevatron a fost dezafectat în Fermilab în S.U.A.
LHC a costat în total 8 miliarde de dolari pentru a construi, din care 531 milioane de dolari proveneau din Statele Unite. Peste 8.000 de oameni de știință din 60 de țări diferite colaborează la experimentele sale. Acceleratorul a pornit pentru prima dată grinzile sale pe 10 septembrie 2008, ciocnind particule la doar o zecime de parte din intensitatea sa inițială de proiectare.
Înainte de a începe operațiunile, unii s-au temut că noua ruptură de atom va distruge Pământul, poate prin crearea unei găuri negre consumatoare. Dar orice fizician de încredere ar afirma că astfel de griji nu sunt nefondate.
"LHC este sigur, iar orice sugestie care ar putea prezenta un risc este ficțiune pură", a declarat directorul general al CERN Robert Aymar în trecut.
Asta nu înseamnă că instalația nu ar putea fi dăunătoare dacă este folosită în mod necorespunzător. Dacă ar fi să te bagă cu mâna în grinda, care concentrează energia unui transportator de aeronave în mișcare până la o lățime mai mică de un milimetru, ar face o gaură chiar prin ea, iar radiația din tunel te-ar ucide.
Cercetări de ultimă generație
În ultimii 10 ani, LHC a spart atomi pentru cele două experimente principale, ATLAS și CMS, care operează și analizează separat datele lor. Acest lucru este pentru a se asigura că nici o colaborare nu-l influențează pe celălalt și că fiecare oferă un control asupra experimentului surorii lor. Instrumentele au generat mai mult de 2.000 de lucrări științifice asupra multor domenii ale fizicii de particule fundamentale.
Pe 4 iulie 2012, lumea științifică a urmărit cu respirație, în timp ce cercetătorii de la LHC anunțau descoperirea bosonului Higgs, ultima piesă de puzzle dintr-o teorie veche de cinci zeci de ani numită Modelul standard al fizicii. Modelul standard încearcă să dea în considerare toate particulele și forțele cunoscute (cu excepția gravitației) și interacțiunile lor. În 1964, fizicianul britanic Peter Higgs a scris o lucrare despre particulele care îi poartă acum numele, explicând modul în care apare masa în univers.
Higgs este de fapt un câmp care pătrunde în tot spațiul și se trage de fiecare particulă care se mișcă prin el. Unele particule trudesc mai lent prin câmp, iar acest lucru corespunde masei lor mai mari. Bosonul Higgs este o manifestare a acestui câmp, pe care fizicienii îl urmăreau de jumătate de secol. LHC a fost construit în mod explicit pentru a capta în sfârșit această carieră evazivă. În cele din urmă, constatând că Higgs a avut de 125 de ori masa unui proton, atât Peter Higgs, cât și fizicianul teoretician belgian, Francois Englert, au primit premiul Nobel în 2013 pentru prezicerea existenței sale.
Chiar și cu Higgs în mână, fizicienii nu se pot odihni deoarece modelul standard mai are niște găuri. În primul rând, nu se referă la gravitație, care este acoperită în cea mai mare parte de teoriile lui Einstein despre relativitate. De asemenea, nu explică de ce universul este format din materie și nu antimaterie, care ar fi trebuit creată în cantități aproximativ egale la începutul timpului. Și este în întregime tăcută asupra materiei întunecate și a energiei întunecate, care trebuia încă descoperită când a fost creată prima dată.
Înainte de activarea LHC, mulți cercetători ar fi spus că următoarea mare teorie este una cunoscută sub numele de supersimetrie, care adaugă parteneri gemeni similari, dar mult mai mulți, tuturor particulelor cunoscute. Unul sau mai mulți dintre acești parteneri grei ar fi putut fi un candidat perfect pentru particulele care formează materie întunecată. Și, supersimetria începe să obțină o manieră asupra gravitației, explicând de ce este cu atât mai slabă decât celelalte trei forțe fundamentale. Înainte de descoperirea lui Higgs, unii oameni de știință sperau că bosonul va ajunge să fie ușor diferit de ceea ce prevedea Modelul Standard, făcând aluzie la fizica nouă.
Dar când Higgs a apărut, a fost incredibil de normal, exact în gama de masă unde Modelul Standard a spus că va fi. În timp ce aceasta este o realizare excelentă pentru modelul standard, acesta a lăsat fizicienilor fără niciun fel de bun-bun să continue. Unii au început să vorbească despre deceniile pierdute urmărind teoriile care sunau bine pe hârtie, dar par să nu corespundă observațiilor reale. Mulți speră că următoarele run-uri de luare a datelor LHC vor ajuta la clarificarea o parte din această încurcătură.
LHC s-a închis în decembrie 2018 pentru a parcurge doi ani de modernizări și reparații. Când va reveni online, va putea sparge atomii împreună cu o ușoară creștere a energiei, dar va dubla numărul de coliziuni pe secundă. Ceea ce va găsi atunci este ghicitul oricui. Se vorbește deja despre un accelerator de particule și mai puternic care să-l înlocuiască, situat în aceeași zonă, dar de patru ori mai mare decât LHC. Înlocuirea enormă ar putea dura 20 de ani și 27 de miliarde de dolari pentru a construi.
