LHC CernCu un an în urmă, cel mai mare accelerator de particule din lume a făcut una dintre cele mai mari descoperiri din istoria ştiinţei, identificând ceea ce se crede a fi bosonul Higgs, o particulă care a fost de mult timp căutată de către cercetători.

 

 

 

Despre bosonul Higgs se crede că face parte din mecanismul care conferă masă celorlalte particule elementare. După descoperirea bosonului Higgs, CERN se pregăteşte pentru viitoare cercetări cosmice.

În prezent, calculatoarele cercetătorilor sunt oprite, birourile personalului de control sunt goale, iar tunelul gigant, suprarăcit, este lipsit de ciocnirile dintre fasciculele de protoni ale căror instantanee, de tip Big Bang, au contribuit la descoperirea particulei căutate, bosonul Higgs.

Dar liniştea este o iluzie. În spatele scenei, activitatea continuă pentru a se putea realiza o modernizare a puternicului accelerator, care să îi permită acestuia să avanseze către frontierele cunoaşterii şi chiar mai departe.

Acceleratorul circular, având o lungime de 27 de kilometri (17 mile), se află la graniţa dintre Franța şi Elveţia, la o adâncime de 100 de metri (325 picioare). El a fost scos din funcţiune în luna februarie, pentru o perioadă de revizie de 18 luni.

Când experimentele se vor relua, în anul 2015, oamenii de ştiinţă, din cadrul European Organisation for Nuclear Research (CERN), vor utiliza puterea sa sporită pentru a sonda materia întunecată, energia întunecată şi supersimetria, idei considerate la fel de neobişnuite precum a fost bosonul Higgs cu o jumătate de secol în urmă.


Aşa cum inginerii se concentrează, în prezent, pe partea tehnică a misiunii lor, fizicienii se ocupă cu munţii de date pe care Large Hadron Collider (LHC) i-a generat din anul 2010, deoarece acolo s-ar mai putea găsi informaţii importante.

„Lucrurile care au fost uşor de observat la faţa locului, au fost deja cercetate, dar noi acum vom face o analiză diferită", a declarat Tiziano Camporesi, din cadrul CERN.

„Am spus mereu că astronomii au o sarcină mai uşoară, pentru că ei pot vedea de fapt ceea ce caută!"

Ciocnirile dintre particule în cadrul LHC transformă energia în masă, scopul fiind de a găsi particule fundamentale în resturile sub-atomice care ne ajută să înţelegem Universul.

La capacitatea maximă, acceleratorul LHC de tip „vechi" a reuşit să înregistreze 550 de milioane de coliziuni pe secundă.

„Noi le oferim cercetătorilor cât mai multe coliziuni", a declarat Mike Lamont, şeful echipei de operare. Ele reprezintă pâinea şi untul nostru."

„Cele mai multe dintre aceste activităţi nu sunt foarte interesante, astfel încât există o dorinţă reală de a sorta şi a arunca cele mai multe dintre aceste înregistrări şi a selecta doar informaţiile interesante", a explicat el prin tunelul acceleratorului, cel care îmbină instalaţii potrivite unei nave spaţiale cu activităţi utile de inspecţie a tunelului ce se desfăşoară cu ajutorul unor biciclete.

Supercomputerele din cadrul CERN sunt programate pentru a identifica, în cadrul unor intervale de timp de ordinul microsecundelor, coliziuni ce se produc cu o rată de câteva sute pe secundă, înainte ca mii de fizicieni, de pe tot globul, să cerceteze în amănunt rezultatele, pentru a spori cunoştinţele noastre privind materia.

„Noi vrem să înţelegem modul în care se comportă ele, ce le uneşte împreună pentru a forma din obiectele minuscule, pe care le numim atomi şi nuclee, aflate la o scară foarte mică, corpurile pe care le numim oameni, scaune şi clădiri, iar la o scară şi mai mare, planete, sisteme solare şi galaxii", a declarat James Gillies, purtător de cuvânt al CERN.


Provocările ştiinţei


Munca cercetătorilor CERN îi poate uimi pe nespecialişti, dar cercetătorii găsesc modalităţi prin care aceasta devine simplă şi plăcută.

„Toată lumea ştie ce este un electron, mai ales în cazul în care şi-au băgat degetul într-o priză electrică", a glumit Pierluigi Campana, a cărui echipă a oferit cea mai completă confirmare, de până în prezent, a Modelului Standard, cel care reprezintă conceputul teoretic de bază din fizica particulelor, încă din anii 1970.

Ei au realizat măsurătoarea cea mai precisă, de până acum, a modificării unei particule numite Bs, arătând că la fiecare un miliard de particule, doar o mică parte din acestea se dezintegrează în particule mai mici, numite miuoni şi acest proces produce perechi de particule.

Pentru experţi, acest lucru a fost aproape la fel de palpitant ca urmărirea bosonului Higgs, poreclit particula lui Dumnezeu.

Existenţa bosonului Higgs a fost teoretizată, încă din anul 1964, de către fizicianul britanic Peter Higgs şi alţii, într-o încercare de a explica o caracteristică ciudată a particulelor elementare, de ce unele particule au masă, în timp ce altele, cum ar fi fotonii, nu au masă.

Se crede că bosonul Higgs acţionează ca o furculiţă ce a fost introdusă într-un sirop şi apoi este scoasă şi ţinută într-un aer ce conţine mult praf. În timp ce unele particule de praf alunecă prin zonele curate ale furculiţei, altele devine lipicioase, cu alte cuvinte, ele capătă masă. Odată cu apariţia masei, acţionează şi gravitaţia, cea care atrage particulele împreună.

Modelul standard este o teorie de încredere, dar el nu furnizează încă o explicaţie pentru forţa de gravitaţie şi nici nu ţine cont de materia întunecată şi energia întunecată, cele care au cea mai mare pondere în cadrul cosmosului şi a căror existenţă este dedusă din impactul lor asupra materiei obişnuite.

Unii fizicieni susţin ipoteza supersimetriei, un concept teoretic în care există particule noi care reflectă, prin simetrie, fiecare particulă cunoscută.

„Noi avem o teorie care descrie toate lucrurile din jurul nostru, toată materia obişnuită, vizibilă, care compune Universul. Problema este că aceasta reprezintă doar, aproximativ, cinci la sută din Univers", a spus Gillies.

LHC a înlocuit Large Electron-Positron Collider (LEP) care a funcţionat între anii 1989-2000. El a devenit operaţional în anul 2008, dar a avut unele probleme tehnice care au necesitat un an de reparaţii.

LHC a atins un nivel al ciocnirilor dintre particule având energii de 8 teraelectron volt (TeV), în comparaţie cu 0,2 TeV furnizat anterior de LEP.

După o modernizare în valoare de 50 de milioane franci elveţieni (54 milioane de euro), energia acestuia va atinge 14 TeV, obţinându-se ciocniri mai puternice între fasciculele de particule, precum şi instantanee mai clare ale acestora.

„De fiecare dată când vom reuşi să colectăm o cantitate semnificativă de date, cineva va găsi o scuză pentru a deschide o sticlă de şampanie", a spus fizicianul Joel Goldstein, privind un colţ de laborator aglomerat cu ambalaje.



Traducere de George-Cristian Podariu după higgs-breakthrough-cern-readies-cosmic cu acordul editorului

Write comments...
symbols left.
You are a guest ( Sign Up ? )
or post as a guest
Loading comment... The comment will be refreshed after 00:00.

Be the first to comment.