Veliki hadronski sudarač (LHC) dobiva veliko pojačanje svojih performansi. Nažalost, za ljubitelje revolucionarne fizike cijelu stvar treba zatvoriti dvije godine dok posao traje. Ali nakon što se napravi sigurnosna kopija i poboljšane mogućnosti, učinit će je još snažnijom.
Suština Velikog hadronskog sudarača je ubrzavanje čestica, a zatim usmjeravanje da se međusobno sudaraju u komorama. Kamere i detektori su obučeni na tim sudarima, a rezultati se prate u detalje. Sve je u otkrivanju novih čestica i novih reakcija među česticama i gledanju kako čestice propadaju.
Ovo gašenje naziva se Long Shutdown 2 (LS2.) Prvo gašenje bilo je LS1, a odvijalo se između 2013. i 2015. Tijekom LS1 poboljšana je snaga sudarača, kao i njegove mogućnosti otkrivanja. Isto će se dogoditi za vrijeme LS2, kada će inženjeri pojačati i nadograditi čitav kompleks akceleratora i detektore. Rad je u pripremi za sljedeću seriju LHC-a, koja će započeti 2021. Također je za pripremu za projekt nazvan High-Luminosity LHC (HL-LHC) projekt, koji počinje 2025.
Pokus eksperimenata između LS1 i LS2 nazvan je drugom vožnjom i trajao je od 2015. do 2018. Taj je pokus donio impresivne rezultate, a tona podataka još treba obraditi. Prema CERN-u, druga vožnja proizvela je 16 milijuna milijardi protonsko-protonskih sudara pri energiji od 13 TeV (tera-elektronski volti) i velikih skupova podataka za sudare i olovo sudare s energijom od 5,02 TeV. To znači da je u arhivi podataka CERN-a pohranjeno 1000 godina struje 24 sata dnevno, 7 sati dnevno.
"Druga vožnja LHC-a je bila impresivna ..." - Frédérick Bordry, direktor CERN-a za ubrzivače i tehnologiju.
Ogromna predmemorija podataka iz pokusa tijekom LHC-a u drugom naumu umanjuje podatke iz prve vožnje, a sve je to zato što se razina energije sudara gotovo udvostručila na 13 TeV. Sve je teže i teže podići razinu energije sudara, a ovo drugo isključenje vidjet će energiju povišenu s 13 TeV na 14 TeV.
"Druga vožnja LHC-a bila je impresivna, jer smo mogli postići mnogo više od naših ciljeva i očekivanja, proizvodeći pet puta više podataka nego tijekom prve vožnje, s neviđenom energijom od 13 TeV", rekao je Frédérick Bordry, direktor za akceleratore CERN-a i tehnologije. "S ovom drugom dugom obustavom koja počinje sada, pripremit ćemo stroj za još veće sudare pri konstrukcijskoj energiji od 14 TeV."
Po svakoj mjeri, LHC je bio uspješan. Nekoliko desetljeća postojanje Higgsovog bozona i Higgsovog polja bilo je središnje pitanje u fizici. Ali tehnologija i inženjering potrebni za sastavljanje sudara dovoljno snažnog da ga pronađu jednostavno nisu dostupni. Izgradnja LHC-a omogućila je otkriće Higgsovog bozona 2012. godine.
"Higgsov bozon je posebna čestica ..." - Fabiola Gianotti, generalna direktorica CERN-a.
"Pored mnogih drugih lijepih rezultata, tijekom posljednjih nekoliko godina pokusi LHC-a postigli su ogroman napredak u razumijevanju svojstava Higgsovog bozona", dodaje Fabiola Gianotti, generalna direktorica CERN-a. "Higgsov bozon je posebna čestica, vrlo različita od ostalih dosad promatranih elementarnih čestica; njegova svojstva mogu nam dati korisne naznake o fizici izvan standardnog modela. "
Otkrivanje dugo teoretiziranog Higgsova bozona LHC-ovo je krunsko postignuće, ali nije jedino. Mnoge dijelove Standardnog modela fizike bilo je teško ispitati prije nego što je izgrađen LHC. Stotine znanstvenih radova objavljeno je o rezultatima LHC-a, a otkrivene su i neke nove čestice, uključujući egzotične pentakvarkove i novu česticu s dva teška kvarka, nazvana "Xicc ++".
Nakon nadogradnje u LS2, započet će treća vožnja. Jedan od projekata u trećem ciklusu je projekt LHC visoke svjetlosti (HL-LHC). Svjetlost je jedno od dva glavna razloga sudara. Prvi je napon koji se tijekom LS2 poboljšava s 13 TeV na 14 TeV. Drugi je blistavost.
Svjetlost znači povećani broj sudara, a samim tim i više podataka. Budući da su mnoge stvari koje fizičari žele promatrati vrlo rijetke, veći broj sudara povećava izglede da ih vide. Tijekom 2017. godine LHC je proizvodio oko tri milijuna Higgsovih bozona godišnje, dok LHC visoke svjetlosti proizvodi najmanje 15 milijuna Higgsovih bozona godišnje. Ovo je važno jer iako je bilo veliko postignuće otkrivanja Higgsovog bozona, još uvijek puno fizičara ne zna za neuhvatljivu česticu. Utvrđivanjem broja proizvedenih Higgsovih bozona fizičari će puno naučiti.
"Bogata žetva drugog ciklusa omogućuje istraživačima traženje vrlo rijetkih procesa." - Eckhard Elsen, direktor za istraživanje i računarstvo u CERN-u.
Svi podaci pohranjeni u CERN-u iz druge vožnje LHC-a znače da će fizičari biti zauzeti tijekom LS2. Možda se u toj masovnoj zbirci podataka kriju stvari koje još nitko nije vidio. Neće biti odmora za nestrpljivu vojsku fizičara čestica.
„Bogata žetva drugog ciklusa omogućuje istraživačima da traže vrlo rijetke procese“, rekao je Eckhard Elsen, direktor za istraživanje i računarstvo u CERN-u. "Oni će biti zauzeti tijekom isključivanja ispitivanjem ogromnog uzorka podataka za moguće potpise nove fizike koji nisu imali priliku izaći iz dominantnog doprinosa procesa Standardnog modela. Ovo će nas voditi u HL-LHC kada će se uzorak podataka povećati za još jedan red veličine. "
- CERN Press Release: LHC priprema se za nova dostignuća
- CERN Press Release: CERN-ov LHCb eksperiment izvješćuje o promatranju egzotičnih čestica pentakvarka
- CERN Press Release: LHCb eksperiment je očaran kako bi najavio promatranje nove čestice s dva teška kvarka
- CERN-ova web stranica: LHC visoke svjetiljke
- CERN Press Release: LHC: Jači stroj
- Unos iz Wikipedije: Higgsov bozon
- Web stranica CERN-a: Standardni model
