Veliki hadronski sudarač (Large Hadron Collider – LHC), najveći i najmoćniji akcelerator čestica na svijetu, ušao je u planirani četverogodišnji period obustave rada, tokom kojeg će biti unaprijeđen u svoju dosad najnapredniju verziju.
Akcelerator je isključen u ponedjeljak, 29. juna, a planirano je da ponovo počne s radom 2030. godine kao Veliki hadronski sudarač visoke luminoznosti (High-Luminosity Large Hadron Collider – HiLumi LHC). Zahvaljujući nadogradnji, moći će proizvesti približno deset puta više sudara čestica nego u svojoj dosadašnjoj konfiguraciji.
Naučnici očekuju da će ogromna količina novih podataka otvoriti vrata novim otkrićima u fundamentalnoj fizici te pomoći u boljem razumijevanju tamne materije, antimaterije i najranijih trenutaka nastanka svemira.
"Ovo je veoma važan trenutak. Od ponedjeljka ulazimo u novu fazu", izjavio je za AFP rukovodilac projekta HiLumi LHC Markus Cerlaut.
Sudarač koji je promijenio fiziku
Od prvog uspješnog sudara protona 2009. godine, Veliki hadronski sudarač omogućio je fizičarima da testiraju teorije fizike čestica i Standardnog modela, koji opisuje svijet subatomskih čestica.
Posebno važnu ulogu imao je u otkriću Higgsovog bozona 2012. godine, čime je objašnjeno kako elementarne čestice dobijaju masu.
Sudarač se nalazi u kružnom tunelu dugom 27 kilometara, koji prolazi ispod granice između Francuske i Švicarske, u blizini Ženeve, a ovo je njegov treći dugoročni prekid rada.
Prva dvogodišnja pauza počela je 2013. godine i bila je namijenjena jačanju spojeva između supravodljivih magneta te povećanju energije protonskih snopova. Druga pauza, od 2018. do 2022. godine, iskorištena je za brojne nadogradnje, zamjenu opreme i preventivno održavanje.
Aktuelni period mirovanja, poznat kao Long Shutdown 3 (LS3), podrazumijeva najobimnije radove do sada.
Deset puta veća luminoznost
Tokom LS3 stručnjaci će ugraditi novu opremu koja će desetostruko povećati luminoznost sudarača.
Luminoznost predstavlja mjeru broja mogućih sudara čestica u jedinici vremena, pa će zahvaljujući unapređenjima broj sudara biti približno tri puta veći nego u sadašnjoj konfiguraciji.
Kada nova verzija bude puštena u rad, očekuje se da će ostati u funkciji do kraja svog radnog vijeka tokom četrdesetih godina ovog stoljeća, nakon čega bi je trebao zamijeniti novi akcelerator još veće energije.
"To je zaista prilika da istražujemo svemir na način na koji to ranije nismo mogli", rekao je za New Scientist generalni direktor CERN-a Mark Thomson.
Milioni novih Higgsovih bozona
Povećanje broja sudara značit će i mnogo više podataka za naučnike. To će omogućiti detaljnije proučavanje poznatih pojava, poput Higgsovog bozona, ali i povećati šanse za otkrivanje izuzetno rijetkih fizičkih procesa.
Procjenjuje se da će HiLumi LHC tokom približno deset godina rada proizvesti oko 380 miliona Higgsovih bozona, u poređenju s oko 55 miliona koliko ih je registrovano do danas.
Ti podaci mogli bi pomoći u rješavanju nedostataka Standardnog modela, koji još ne obuhvata tamnu materiju i tamnu energiju, dominantne oblike mase i energije u svemiru.
"LS3 predstavlja ogroman i veoma složen logistički i inženjerski poduhvat", izjavio je u saopćenju Jean-Philippe Tock, šef tima za koordinaciju projekta LS3.
"Samo u okviru LHC-a bit će uklonjeno i zamijenjeno 1,2 kilometra magneta i drugih komponenti novom opremom, dok su širom cijelog kompleksa planirane desetine projekata u kojima učestvuju hiljade inženjera, fizičara, tehničara i pomoćnog osoblja."
Nauka neće stati
Iako tokom naredne četiri godine neće biti novih sudara čestica, istraživači neće ostati bez posla.
Za to vrijeme nastavit će analizirati ogromnu količinu podataka prikupljenih tokom prethodnog perioda rada sudarača.
Iako je osnovna namjena Velikog hadronskog sudarača istraživanje fundamentalnih zakona prirode, tehnologije razvijene u CERN-u danas imaju široku primjenu u svakodnevnom životu.
Pojedini instrumenti i metode prvobitno razvijeni za potrebe akceleratora koriste se u medicinskoj dijagnostici, razvoju senzora, ali i restauraciji umjetničkih djela.