Veliki Hadronski sudarač opet radi, ovo je 5 stvari koje trebate znati o tome

Veliki hadronski sudarač (engl. Large Hadron Collider, LHC), najveći svjetski ubrzivač za sudaranje čestica protona, ponovno je pokrenut nakon što je bio ugašen dvije godine zbog renovacijskog projekta koji je koštao 100 milijuna funti.

Najveći sudarač atoma na svijetu je poznat po dokazu postojanja Higgsovog bozona 2012. godine, no znanstvenici se nadaju da će pomoću njega otkriti puno bitniju tajnu svemira. Fizičari u CERN-u, organizaciji sa sjedištem u Ženevi, žele otkriti tamnu materiju zahvaljujući unaprjeđenju stroja.

1. Što je zapravo veliki hadronski sudarač?

LHC se nalazi ispod granice između Švicarske i Francuske, i sastoji se od gotovo 28 kilometara dugačkog kružnog tunela. Radi se o najvećem ubrzivaču za sudaranje protona koji je prvi put pokrenut 10. rujna 2008. godine. Unutar čitavog prstena ubrzivača putuju visokoenergetske čestice. Pokreće ih veliki magnet zbog kojeg one postižu gotovo 99% brzine svjetlosti.

LHC je osnovan i izgrađen u suradnji s više od 10 000 znanstvenika i inženjera. Suradnja je također ostvarena sa preko 100 država svijeta i isto toliko instituta i laboratorija. Prije dvije godine nakon otkrića Higgsovog bozona, obustavljen je njegov rad. Energija koja pokreće stroj nakon njegovog unaprjeđenja može se udvostručiti i to dopušta znanstvenicima da izvedu ekstremne eksperimente.

2. Zašto znanstvenici uopće žele sudarati čestice?

Velika količina energije koja se dogodi tijekom kolizije čestica dopušta da se one razlome i preslože. Takvi uvjeti mogu otkriti greške u standardnom modelu fizike koji se odnosi na elektromagnetizam te jaku i slabu nuklearnu interakciju.

Znanstvenici sudaraju čestice jer koliko god se standardni model činio točnim, još uvijek je on nepotpun. Najveći problem je što se model ne može pripisati istraživanju gravitacije, egzotičnih supstanci kao što su tamna materija i tamna energija, i on ne isprepliće postojeće teorije o postanku svemira.

3. Što su otkrili s LHC-om?

LHC je dosada otkrio elementarnu česticu koja se zove Higgsov bozon. Ime je dobila prema britanskom znanstveniku Peteru Higgsu. Od 1960. godine je smatrano kako bozon postoji kao dio Higgsovog polja. Radi se o hipotetički sveprisutnom kvantnom polju koje je odgovorno za davanje mase pojedinim česticama.

Hipoteza govori da sve fundamentalne čestice, kao što su recimo elektroni, dobivaju svoju masu kretanjem kroz Higgsovo polje. Kada fundamentalna čestica prođe kroz polje i pritom dobije osnovnu masu, iza nje ostaje trag – Higgsov bozon. Kada se govori o konkretnom polju misli se na prostor od kojeg je građen cijeli naš svemir.

4. Zbog čega znanstvenici ponovno pokreću LHC?

Iako je najavljeno kako će stroj biti pokrenut 25. ožujka, njegovo pokretanje je bilo odgođeno na desetak dana zbog kratkog spoja unutar sustava. Znanstvenici su kroz tunel dug 28 kilometara pustili dvije čestice koje su se kretale brzinom manjom od brzine svjetlosti. Izvršni direktor CERN-a, Rolf Heuer, izjavio je kako tek sada počinje naporan rad za znanstvenike.

Fizičari koji upravljaju LHC-om okrenuti su otkrivanju nevidljive i dosad još neotkrivene tamne materije. Tamna materija sačinjava 84 posto svemira i povezuje galaksije, ali je njena priroda nepoznata. Ako znanstvenici uspiju otkriti i opisati tamnu materiju radit će se o velikom otkriću koje će pomoći u razumijevanju svemira. Profesor Andy Parker, voditelj odjela za fiziku na sveučilištu Cambridge kaže kako je ovo jako uzbudljivo vrijeme za znanstvenike. “Trenutni standardni model objašnjava poznate čestice i sile, a otkriće Higgsovog bozona je upotpunilo našu sliku. Model ne objašnjava tamnu materiju, za koju se vjeruje da gradi svemir, ili tamnu energiju, mističnu silu koja dodatno pokreće galaksije. Odgovor na ove probleme u kozmologiji leži u području subatomske fizike koja se proučava u CERN-u. LHC možda može proizvesti čestice tamne materije.” smatra Parker.

LHC trenutno radi na niskom poticaju energije od 450 giga-elektron volti, ali u lipnju će se njegova energija povisiti na rekordnih 13 tera-elektron volti, što je 7 tera-eketron volti više nego kada su znanstvenici pokušali detektirati Higgsov bozon.

5. Postoje li planovi za gradnju još većeg sudarača?

Fizičari se nadaju kako će izgraditi još veći sudarač koji bi mogao proizvesti koliziju sa većom energijom od one koju proizvodi LHC. Na taj način bi mogli otkriti nove čestice i bolje shvatiti prirodu tamne materije. CERN je predložio gradnju Internacionalnog linearnog sudarača koji bi bio dug 31 kilometar i mogao bi otkriti nova polja u fizici.

Prema riječima direktora ILC dizajna, Barrya Barisha, tehnički dizajn je spreman, i s njegovom gradnjom se može početi. Pretpostavlja se kako bi ILC trebao biti izgrađen u Japanu, a znanstvenici se nadaju kako bi novi sudarač mogao biti u funkciji do 2026.