V roku 2008, mimo švajčiarskeho Ženevy, fyzici zapli Large Hadron Collider (LHC), najväčší urýchľovač častíc na svete a najdrahší vedecký experiment, aký kedy bol navrhnutý. Pre mnohých to boli náklady a čakanie. V roku 2012 masívny stroj zistil Higgsov boson, čím overil poslednú významnú časť štandardného modelu fyziky. Vedci však vedia, že štandardný model nie je úplný, pretože ignoruje veci ako gravitácia a temná hmota. To je dôvod, prečo v piatok začala výstavba pri významnom upgrade na LHC, uvádza Ian Sample v The Guardian, a keď bude dokončená v roku 2026, výkonnejší urýchľovač môže štandardný model rozbiť na kúsky alebo aspoň pridať niekoľko vrásky k teórii.
Časticová fyzika je jednou z najzložitejších vied. Väčšina ľudí s chemickým semestrom pod pásom rozumie, že atómy sú tvorené protónmi, neutrónmi a elektrónmi. Ale je toho oveľa viac - protóny a neutróny sú tvorené kvarkami držanými pohromade gluónmi, jedným z niekoľkých typov bozónov. K ďalším elementárnym časticiam - tým, o ktorých vedci neveria, že ich možno ďalej deliť - je šesť chutí leptonov a Higgsovcov, známych ako skalárny bozón. Potom sú tucty častíc tvorených týmito elementárnymi časticami, vrátane hadrónov, ktoré sú skonštruované z kvarkov a gluónov, a mezóny, vyrobené z kvarkov a antikvarkov.
Kým veda za časticami je ťažká, pochopenie, ako vedci nájdu nové častice alebo potvrdia existenciu teoretických častíc, je ľahké - rozbijú ich spolu a pozrú sa na jednotlivé kúsky. Takto v podstate funguje LHC, uvádza sa v správe BBC - vedci strieľajú dva lúče častíc na seba okolo prsteňa takmer 17 míľ dlhej takmer rýchlosťou svetla. Tieto lúče, vedené výkonnými magnetmi, sa potom prekrížia, čo spôsobí, že častice sa rozbijú na seba a rozpadnú sa na elementárne kúsky, ktoré vydržia zlomok sekundy. Veľmi citlivé detektory zachytávajú tie rýchle záblesky toho, čo tvorí náš vesmír.
BBC uvádza, že nová aktualizácia sa bude nazývať LHC s vysokou svietivosťou a zvýši intenzitu týchto lúčov častíc, čím sa zvýši počet zrážok päťkrát alebo desaťkrát. Správa CERN, agentúra, ktorá prevádzkuje LHC, pridávajú 130 nových výkonných magnetov, ktoré budú presnejšie kontrolovať lúč častíc, takže je pravdepodobnejšie, že častice sa do seba rozbijú. Presúvajú tiež niektoré magnety a pridávajú supravodivé káble, aby zlepšili účinnosť LHC. Výsledkom bude päť až desaťkrát viac zrážok, čo znamená, že sa bude študovať viac údajov, čo vedci nadchli. "LHC s vysokou svietivosťou je miestom, kde budeme zhromažďovať väčšinu našich údajov. V tomto zmysle nám umožňuje zistiť najviac o vesmíre, " hovorí Tara Shears z Liverpoolskej univerzity, ktorá pracuje na zrážke, hovorí Sample. "Ak nám LHC doteraz priniesla sviečku na osvetlenie toho, čo bolo predtým nevidené, LHC s vysokou svietivosťou nám umožní zažiariť svetlomet."
Ryan F. Mandelbaum v Gizmodo uvádza, že je potrebné zvýšiť silu. Vedci dúfali, že po odhalení Higgsovho bozónu v roku 2012 začnú odhaľovať aj ďalšie častice, ktoré by mohli naplniť naše vedomosti o kvantovom svete. Ale tieto nálezy boli nepolapiteľné. Vedci zistili, že „častice“ nových častíc môžu narušiť naše súčasné modely, ale robustnejší kolízor by pomohol urobiť spoľahlivejšie detekcie. Mandelbaum tiež hovorí, že by mohol nájsť nové častice, ktoré by pomohli vysvetliť temnú hmotu, dokázať existenciu nových dimenzií a preskúmať ďalšie hlboké tajomstvá vo fyzike.
"Ak sa anomálie, ktoré vidíme v LHC v súčasnosti, prejavia v najbližších rokoch, čo môžu dobre urobiť, na čo sa budeme pozerať s vysokou svietivosťou-LHC, je fyzika, ktorá je základom týchto objavov, " Val Gibson, profesor fyziky v Cambridge, ktorý pracuje na zrážke, hovorí Sample. „To by otočilo štandardný model na jeho hlavu. Bolo by to úplne priekopnícke. “
Mandelbaum uvádza, že zvýšenie sily je potrebné aj na lepšie zvládnutie Higgsovho stavu. Hoci to bolo zistené, vedci nevideli dostatok častice na to, aby ju podrobne študovali. Pri súčasnom tempe by trvalo zhromaždenie všetkých údajov o Higgsovom bozóne LHC sto alebo viac rokov. S aktualizáciou to bude trvať asi desať. „LHC je teraz hra s číslami: Potrebujeme čo najviac údajov. Štúdium Higgsovho bozónu po jeho objavení v roku 2012, ale tiež preto, že už je celkom jasné, že akékoľvek ďalšie nové častice by mohli byť zriedkavé, “hovorí mu fyzikka Freya Blekman z Vrije Universiteit Brussel v Belgicku. "Potrebujeme množstvo údajov."
Modernizácia stroja znamená, že bude v režime offline dva roky, počnúc rokom 2019 a opäť medzi rokmi 2024 a 2026. Očakáva sa, že celá aktualizácia bude stáť asi 955 miliónov dolárov. Ak je však história lekciou, môže to trvať dlhšie a stáť viac, ako sa očakávalo. LHC boli postihnuté prekročením nákladov a technickými problémami, vrátane niekoľkých samovražedných lasičiek a holubovitého žmurkania, ktorý každý z nich odstavil stroj na niekoľko týždňov v režime offline.
