Grafic coliziuni LHCDe joi 14.02, funcţionarea echipamentelor de ultimă generaţie ale acceleratorului LHC de la CERN, Eleveţia, a fost încetinită, iar sâmbătă acestea au fost oprite complet pentru 18 luni de activităţi de modernizare în vederea creşterii performanţelor. Ce va urma?

 

 

 

După bosonul Higgs, oamenii de ştiinţă se pregătesc pentru următoarea descoperire majoră

Laboratorul subteran care tranzitează graniţa dintre Franţa şi Elveţia, acceleratorul de particule Large Hadron Collider (LHC) al CERN, a fost scena extraordinarei descoperiri anunţate în iulie 2012.

Oamenii de ştiinţă de la CERN au afirmat că sunt siguri în proporţie de 99,9%, pe faptul că au găsit mult căutatul boson Higgs, o particulă invizibilă fără de care, conform teoriei, oamenii şi tot ce ţine de atomi în Univers nu ar exista.

 

Grafic coliziuni LHC

Un grafic distribuit de CERN la Geneva, la 4 iulie 2012 prezintă o înregistrare a urmelor de coliziuni proton-proton măsurate în timpul căutării bosonului Higgs. Şapte luni după ce oamenii de ştiinţă au făcut descoperirea epocală care ar putea dezlega misterul masei, laboratorul de fizică de top al Europei va lua o pauză de la coliziunile de particule invizibile pentru a se "reîncărca" în vederea următorului salt în necunoscut.


Creşterea performanţelor echipamentelor va duce la mărirea puterii acceleratorului LHC, ceea ce este esenţial pentru confirmarea definitivă de către CERN a descoperirii bosonului Higgs şi va permite sondarea a noi teorii, cum sunt supersimetria şi materia întunecată.

„Scopul este de a lărgi domeniul descoperirilor”, a afirmat Frederick Bordry, şeful departamentului de tehnologie de la CERN.

„Avem ceea ce credem că este bosonul Higgs şi avem în prezent toate teoriile despre supersimetrie şi aşa mai departe. Trebuie să creştem energia pentru a studia mai multe fenomene fizice”, a declarat el pentru AFP.


Teoretizat încă din 1964, bosonul Higgs este cunoscut, de asemenea, sub numele de particula Dumnezeu şi poartă numele fizicianului britanic, Peter Higgs.

El a calculat că un câmp de bosoni ar putea răspunde la sâcâitoarea întrebare: de ce unele particule au masă în timp ce altele, cum ar fi fotonii, nu au?

Această întrebare a fost o gaură imensă în Modelul Standard al fizicii particulelor, un cadru conceptual pentru a înţelege cum funcţionează în esenţă cosmosul.

O ipoteză este că bosonii Higgs s-au format când noul Univers s-a răcit, după Big Bang, cu 14 miliarde de ani în urmă.

Se crede că s-a întâmplat ca şi cum o furculiţă înfiptă în miere a fost ţinută apoi în sus, în aerul plin cu praf.

Cele mai multe dintre particulele de praf interacţionează cu mierea, primesc o parte din masa sa, în diferite grade, dar câteva se strecoară şi nu primesc nimic din această masă. Cu masa, vine şi gravitaţia - şi forţa sa de atracţie aduce particulele împreună.               

Supersimetria, în acelaşi timp, este noţiunea care descrie faptul că există şi alte particule, care sunt opuse fiecărei particule cunoscute din Modelul Standard.

Acest lucru poate să explice, la rândul său, existenţa materiei întunecate - un construct ipotetic care poate fi perceput doar indirect, prin intermediul atracţiei gravitaţionale şi despre care se crede că ar reprezenta în jur de 25% din masa-energia Universului. 

Cu o valoare a investiţiei de 6,03 miliarde de franci elveţieni (4,9 miliarde euro sau 6,56 miliarde de dolari), acceleratorul de particule LHC a fost construit într-o galerie subterană circulară de 26,6 km, iniţial ocupată de predecesorul său, acceleratorul  Large Electron Positron (LEP).

Conceput să funcţioneze în cicluri de circa şapte luni, urmate de o oprire de cinci luni, acceleratorul de particule LHC, inaugurat în 2008, şi-a depăşit cu mult limitele.

„Am avut operaţiuni complete timp de trei ani, 2010, 2011 şi 2012”, a spus Bordry.

„Iniţial am crezut că vom avea o oprire mai îndelungată a instalaţiilor în 2012, dar în 2011, cu câteva rezultate bune şi cu perspectiva descoperirii bosonului, am amânat oprirea cu un an. Dar în 2013 trebuie să facem acest lucru”.

Spre deosebire de LEP, care a fost folosit pentru a accelera electroni sau pozitroni, acceleratorul de particule LHC este utilizat pentru ciocniri de protoni, care fac parte din familia hadronilor.

„Ideea constă în ciocnirea particulelor, pentru a transforma energia degajată în masă. La energii mari ele se transformă în particule noi şi noi observăm aceste noi particule şi încercăm să înţelegem fenomenele care au loc”, a explicat Bordry.  

„Este vorba despre recrearea primei microsecunde a Universului, Big Bang. Am reprodus în laborator condiţiile de la începutul Big Bang-ului”. 

Pe parcursul ultimilor trei ani, CERN a produs coliziuni de particule de mai mult de şase milioane de miliarde de ori. Dintre acestea, cinci miliarde de coliziuni au dat rezultate demne de-a fi cercetate suplimentar şi datele de la doar 400 de coliziuni au pavat drumul spre descoperirea bosonului Higgs.  

În ciuda opririi instalaţiilor de la CERN, cercetătorii nu vor lua o pauză de odihnă, deoarece au de studiat un volum mare de date. „Cred că peste un an vom avea mai multe informaţii cu privire la datele acumulate în ultimii trei ani”, a spus Bordry. 

„E posibil să ajungem la concluzia că avem nevoie de mai multe date!” Anul trecut LHC a atins un nivel al energiei de coliziune de opt teraelectron-volţi (TeV), o măsură a energiei folosită în fizica particulelor, mai mare decât cei şapte atinşi în 2011.  

După ce acceleratorul va fi repus în funcţiune în 2015, scopul este de a ridica acest nivel al energiei la 13 sau chiar 14, cu care LHC ar trebui să funcţioneze în următorii trei sau patru ani, înainte de-a fi oprit din nou.   

Costul net al modernizării este de aşteptat să se ridice la 50 de milioane de franci elveţieni.

Statele membre CERN sunt state europene, dar prestigioasa organizaţie are acoperire globală. India, Japonia, Rusia şi SUA participă în calitate de observatori.

Traducere de Mircea Ştefan Moldovan după After Higgs Boson, scientists prepare for next quantum leap, cu acordul Phys.org.

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.