kozmos.hr
  • Naslovnica
  • /
  • Znanost
  • /
  • Veliki hadronski sudarivač ponovno aktivan i u potrazi za tamnom tvari
Znanost

Veliki hadronski sudarivač ponovno aktivan i u potrazi za tamnom tvari

Veliki hadronski sudarivač ponovno je pokrenut nakon trogodišnjeg gašenja 22. travnja 2022. (©CERN).
objavljeno

Veliki hadronski sudarivač (LHC) ponovno radi na do sada najvišoj razini snage te kreće u potragu za misterioznom tamnom tvari.

Ponovno u funkciji

Veliki hadronski sudarivač (LHC) jučer (5. srpnja) je ponovno pušten u funkciju te kreće u razbijanje čestica na nikada prije viđenim razinama energije. LHC najveći je i najsnažniji akcelerator čestica na svijetu, smješten u CERN-u u blizini Ženeve u Švicarskoj, s ukupnom duljinom od gotovo 27 kilometara. Akcelerator je ponovno pokrenut nakon četiri godine stagnacije zbog nadogradnji.

Sada kada su nadogradnje i popravci dovršeni znanstvenici žele koristiti gigantski akcelerator kako bi razbili protone zajedno na rekordnom energiji do 13.6 trilijuna volti elektrona (TEV), a riječ je o raznima energije koje bi trebale povećati izglede da akcelerator proizvede nikada prije viđene čestice.

LHC CERN
CERN-ov Veliki hadronski sudarivač (©Maximilien Brice/CERN).

Do sada ‘plodan’, a najbolje tek dolazi

Iako je na temelju eksperimentima akceleratora nastalo preko 3000 znanstvenih radova o mnogim manjim otkrićima, ali i primamljivim nagovještajima dublje fizike, znanstvenici tek trebaju pronaći uvjerljive dokaze o novim česticama ili otkrićima koji mijenjaju naše poimanje fizike. No nakon ove nadogradnje nadaju se da će se to promijeniti.

„Izmjerit ćemo snagu interakcija Higgsovog bozona s materijom i prisiliti čestice na neviđenu preciznost, a nastavit ćemo naše potrage za raspadom Higgsovog bozona na čestice tamne tvari, kao i potragu za dodatnim Higgsovim bozonima;“ rekao je Andreas Hoecker, glasnogovornik LHCs ATLAS kolaboracije, međunarodnog projekta koji uključuje fizičare, inženjere, tehničare, studente i pomoćno osoblje.

Unutar LHC-ovog podzemnog prstena dugog 27 kilometara protoni jure brzinom bliskom svjetlosnoj prije nego što se sudare jedan s drugim. Rezultat ovoga sudara jest da nastaju nove i ponekad egzotične čestice. Što se protoni brže kreću to imaju više energije. I što više energije imaju, to su masivnije čestice koje mogu proizvesti razbijanjem. Sudarivači atoma poput LHC-a otkrivaju moguće nove čestice tražeći produkte raspada, budući da su teže čestice općenito kratkog vijeka i odmah se raspadaju na lakše čestice.

Veliki hadronski sudarivač ponovno je pokrenut nakon trogodišnjeg gašenja 22. travnja 2022. (©CERN).
Veliki hadronski sudarivač ponovno je aktivan nakon višegodišnje stanke (©CERN).

Ispitivanje ‘standardnog modela’

Jedan od ciljeva LHC-a je i dodatno ispitivanje standardnog modela, matematičkog okvira koji fizičari koriste za opisivanje svih poznatih temeljnih čestica u svemiru i sila putem kojih one međusobno djeluju. Iako model postoji u svom konačnom obliku od sredine 1970-ih, fizičari su daleko od toga da su njime zadovoljni i stalno traže nove načine da ga testiraju te, ako imaju sreće, otkriju novu fiziku koja će ga učiniti neuspješnim.

Novo istraživanje galaksija propituje standardni model kozmologije

To je zato što model – unatoč tome što je najopsežniji i najprecizniji do sada – ima ogromne praznine. Naime, potpuno je nesposobnim objasniti odakle, primjerice, dolazi sila gravitacije, od čega se sastoji tamna tvar ili zašto postoji toliko više materije nego antimaterije u svemiru. Glavni detektori LHC-a – ATLAS i CMS – također su nadograđeni kako bi prikupili više nego dvostruko više podataka nego su prikupljali prije te će tražiti čestice koje mogu postojati nakon dva sudara. Osim njih detektor LHCb, koji sada prikuplja 10 puta više podataka nego prije, tražit će lomove u temeljnim simetrijama svemira i objašnjenja zašto kozmos ima više materije nego antimaterije. Konačno, četvrti detektor (ALICE) proučavati će sudare visokoenergetskih iona s čak 50 puta više podataka nego prije. Nakon što se međusobno razbiju ioni proizvode iskonsku subatomsku juhu zvanu kvark-gluonska plazma, stanje materije koje je postojalo samo tijekom prve mikrosekunde nakon Velikog praska.

Druga istraživanja

Uz ove istraživačke napore, mnoštvo manjih skupina istraživat će korijene drugih fizikalnih misterija. Tu su, primjerice, eksperimenti koji će proučavati unutrašnjost protona, ispitivati ponašanje kozmičkih zraka ili pak tražiti za dugo teoretiziranim magnetskim monopolom, hipotetskom česticom koja je izolirani magnet sa samo jednim magnetskim polom. Tu su i dva nova eksperimenta, nazvana FASER (Forward Search Experiment) i SND (Scattering and Neutrino Detector), koji su omogućeni ugradnjom dva nova detektora. FASER će skenirati iznimno lagane čestice sa slabom interakcijom, kao što su neutrini i tamna tvar, a SND će isključivo tražiti neutrine, sablasne čestice koje mogu putovati kroz većinu materije bez interakcije s njom.

Veliki hadronski sudarivač postigao novi rekord

Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram

t.me/kozmoshr

Izvori:

Anonymus (4. srpnja 2022.), „LHC Run 3: physics at record energy starts tomorrow,“ home.cern (pristup 6. srpnja 2022).

Ben Turner (5. srpnja 2022.), „Large Hadron Collider switches on at highest ever power level to look for dark matter,“ livescience.com (pristup 6. srpnja 2022).

Chelsea Gohd (26. travnja 2022.), „Large Hadron Collider hits world record proton acceleration,“ space.com (pristup 6. srpnja 2022).

Student povijesti koji u slobodno vrijeme voli čitati i pisati o svojim najdražim temama - povijesti, svemiru i astronomiji.