Cel mai mare accelerator de particule din lume, LHC, repornește marți, cu o energie record

La zece ani de la descoperirea bosonului lui Higgs, LHC de la CERN, cel mai mare și mai puternic accelerator de particule din lume, va fi repornit marți la o energie de coliziune record, cu scopul de a desluși secretele materiei, potrivit agenției AFP, citată de boursorama.com.

Large Hadron Collider (LHC) a redevenit funcțional în aprilie, după o oprire tehnică de trei ani pentru lucrări de întreținere și pentru a îmbunătăți producția și detectarea particulelor.

Acesta va funcționa la puterea maximă de coliziune de 13,6 miliarde de miliarde de electroni-volți (TeV) timp de patru ani, au anunțat săptămâna trecută, în cadrul unei conferințe de presă, reprezentanții Organizației Europene pentru Cercetare Nucleară (CERN).

Cele două fascicule de protoni – particulele din nucleul atomului – accelerate până aproape de viteza luminii, se vor deplasa în direcții opuse în inelul de 27 de kilometri, care este îngropat la 100 de metri sub pământ, la granița dintre Franța și Elveția.

Detectoarele mai multor experimente (în special ATLAS, CMS, ALICE și LHCb) vor înregistra apoi coliziunile de protoni, care produc particule efemere care explică modul în care funcționează materia.

1,6 miliarde de coliziuni pe secundă

„Ne propunem o rată de 1,6 miliarde de coliziuni proton-proton pe secundă pentru experimentele ATLAS și CMS”, a declarat joi Mike Lamont, directorul pentru acceleratoare și tehnologie al CERN.

Cu cât aceste coliziuni sunt mai violente, cu atât mai mult permit particulelor să fie „sparte” pentru a le identifica componentele și interacțiunile.

Fasciculele de protoni vor fi concentrate la o dimensiune microscopică în punctele de interacțiune, „10 microni, pentru a crește rata de coliziuni” a protonilor, a explicat Mike Lamont.

Templul mondial al infinitului mic, construit în 2008, a făcut posibilă descoperirea bosonului lui Higgs, anunțată cu exact zece ani în urmă de Fabiola Gianotti, pe atunci coordonatoare a experimentului CMS și acum director general al CERN.

„Bosonul lui Higgs este legat de unele dintre cele mai profunde întrebări din fizica fundamentală, de la structura și forma Universului până la modul în care sunt organizate alte particule”, a spus ea.

Descoperirea a revoluționat fizica, confirmând previziunile cercetătorilor care au făcut din el o parte esențială a modelului standard al fizicii particulelor (SM) cu aproape 50 de ani mai devreme. Bosonul lui Higgs este manifestarea unui câmp, respectiv un spațiu, care conferă masă particulelor elementare care alcătuiesc materia.

Secrete încă neelucidate

Cercetătorii au reușit să îl identifice analizând aproximativ 1,2 miliarde de miliarde de ciocniri ale protonilor. Cea de-a treia perioadă de funcționare a LHC, care începe marți, va crește acest număr de douăzeci de ori. „Aceasta este o creștere semnificativă care deschide calea pentru noi descoperiri”, spune Mike Lamont.

Bosonul lui Higgs nu și-a dezvăluit încă toate secretele. Începând cu natura sa. „Este o particulă fundamentală sau o particulă compozită?”, se întreabă Joachim Mnich, directorul departamentului de cercetare și calcul de la CERN. Mai mult, „este singura particulă Higgs existentă sau mai există și altele?

Experimentele anterioare au determinat masa bosonului Higgs și au descoperit, de asemenea, peste 60 de particule compozite prevăzute de modelul standard, cum ar fi tetraquarkul.

Dar, după cum ne amintește Gian Giudice, șeful departamentului de fizică teoretică de la CERN, „particulele sunt doar manifestarea unui fenomen”, în timp ce „obiectivul fizicii particulelor este de a înțelege principiile fundamentale ale naturii”. Cum ar fi natura ipoteticei materii întunecate sau a nu mai puțin misterioasei energii întunecate.

Nouă experimente vor utiliza producția de particule a acceleratorului. Printre acestea se numără ALICE, care studiază plasma primordială de materie care a predominat în primele zece microsecunde după Big Bang. Sau LHCf, care simulează razele cosmice.

Următoarea etapă a Marelui Accelerator va avea loc după cea de-a treia pauză, în 2029, odată cu trecerea la „luminozitate ridicată”, care va crește de zece ori numărul de evenimente detectabile.

În plus, cercetătorii CERN au în vedere proiectul Future Collider Ring (FCC), un inel de 100 km al cărui studiu de fezabilitate este așteptat la sfârșitul anului 2025. „Aceasta va fi mașina supremă pentru studierea bosonului lui Higgs, care este un instrument foarte puternic pentru înțelegerea fizicii fundamentale”, a concluzionat Fabiola Gianotti.