Europos branduolinių tyrimų centre (CERN) kovo 23 d. vėl po pertraukos bus paleistas Didysis hadronų priešpriešinių srautų greitintuvas. Fundamentaliausias ir svarbiausias paskutinio paleidimo pasiekimas buvo Higso bozono – pirminės Visatos mikrodalelės atradimas. Jis paaiškina, kodėl kūnai turi masę. Be šios dalelės nebūtų susidariusios planetos, nebūtų atsiradusi gyvybė.
Europos branduolinių tyrimų centre (CERN) kovo 23 d. vėl po pertraukos bus paleistas Didysis hadronų priešpriešinių srautų greitintuvas. Fundamentaliausias ir svarbiausias paskutinio paleidimo pasiekimas buvo Higso bozono – pirminės Visatos mikrodalelės atradimas. Jis paaiškina, kodėl kūnai turi masę. Be šios dalelės nebūtų susidariusios planetos, nebūtų atsiradusi gyvybė.
Kokių svarbių atradimų tikisi CERN mokslininkai šį kartą įjungę galingiausią pasaulyje dalelių greitintuvą? Kuo šis paleidimas skirsis nuo pirmajame etape vykusio paleidimo, klausiame Vilniaus universiteto fiziko ir VU komandos Europos branduolinių tyrimų organizacijoje (CERN) vadovo prof. Juozo Vidmančio Vaitkaus.
Asmeninio archyvo nuotr. / Profesorius Juozas Vaitkus CERN laboratorijoje
Šį kartą paleidus Didįjį hadronų greitintuvą numatoma suteikti protonams beveik dvigubai didesnę energiją, negu ji buvo pasiekta pirmojo etapo metu, t. y. susismogiantys protonai susidauždami turės „išbarstyti“ energiją, lygią 13 teraelektronvoltų (TeV), ir tai įvyks gegužės pabaigoje ar birželio pradžioje.
Visos sistemos paleidimas yra sudėtingas procesas. Tai – dar ne maksimali energija, kuri bus pasiekta, nes projektinis Didžiojo hadronų greitintuvo pajėgumas yra 14 TeV. Vaizdumo dėlei galima palyginti pagreitintų protonų masę: pirmojo etapo metu protonų masė padidėjo iki 3730 kartų, dabar ji padidės 6930 kartų, o pasiekus didžiausią numatytą energiją protonai bus 7460 kartų sunkesni už tuos, kurie yra „ramybės būsenos“.
Du etapai numatomi todėl, kad norima optimaliai suderinti visą sistemą. Valdyti tokią energiją įgavusius protonus gali magnetai, kurių apvijomis turi pratekėti srovė iki 13000 A. Siekiant apsisaugoti nuo anksčiau (2008 m.) įvykusio incidento galimybės, teko rekonstruoti elektros įvado ir supertakaus helio kanalų apsaugą ir įdėti šuntus, apsaugosiančius jungtis tarp superlaidžių magneto apvijų, jei kontaktai prarastų superlaidumą.
Paleidus visus įrenginius tikimasi toliau gilintis į didelių energijų fizikos problemas, kurios padės geriau suprasti pasaulio sandarą. Lieka tie patys trys pagrindiniai uždaviniai, kurie buvo paskelbti Didžiajame hadronų priešpriešinių srautų greitintuvo projekte:
Suprasti, kodėl dalelės turi masę, o tai tas pats, kas ieškoti atsakymo į klausimą: kodėl egzistuoja gravitacija? Nors svarbiausias atradimas padarytas – atrastas Higso bozonas, bet tai tik darbų pradžia, nes reikia nustatyti visus jo parametrus.
Išsiaiškinti, kodėl pasaulis sudarytas iš medžiagos, o antidaleles galima aptikti kosmose ir kurti greitintuvuose ar branduolinių reakcijų metu. Numatoma, kad už tai yra atsakingas b-kvarkas.
Sužinoti, kokios buvo Visatą sudarančios medžiagos savybės Didžiojo sprogimo metu.
Šiame darbe bus sujungti visi keturi pagrindiniai eksperimentai: ATLAS (A Toroidal LHC AparatuS, liet. Toroidinis LHC aparatas), CMS (Compact, nes yra mažesnis už ATLAS, Miuon Solenoid), LHC(b) (Large Hadron Collider beauty eksperimentas, kuris didžiausią dėmesį skiria b kvarkui, kurį vieni vadina „beauty“ – grožio kvarku, kiti „bottom“ – apatiniu kvarku) ir ALICE (A Large Ion Collider Experiment).
Susismogdami didesnės energijos protonai galės sukurti masyvesnes daleles, todėl ATLAS ir CMS eksperimentais tikimasi ne tik detaliau ištirti ankstesniame etape atrasto Higso bozono savybes, išnagrinėti, ar nepasireiškia jame ekstra dimensijos, darančios įtaką dalelės masei, bet ir ieškoti kitų dalelių, kurios galėtų būti tapatinamos su „tamsiąja medžiaga“, t. y. būti labiau visa apimančio supersimetrinio modelio dalelėmis.
LHC(b) eksperimente daugiau dėmesio skiriama protonų sklaidai į priekį (ne susidūrimams „kaktomuša“). Dėl tokios sklaidos taip pat sukuriamos naujos dalelės, sudarytos iš įvairių kvarkų ir antikvarkų kompozicijų (neseniai buvo atrastos dvi dalelės: tai kvarko ir antikvarko junginys ir dalelė, sudaryta taip pat, kaip ir protonas, iš trijų kvarkų, bet kitokių, ir 6 kartus sunkesnė). Bus tiriamos ir kitos egzotinės kompozicijos, kurios galėjo egzistuoti Didžiojo sprogimo metu, ir kartu aiškinamasi, kodėl medžiagos dalelės ir antidalelės skiriasi, t. y. kodėl pasaulį sudaro medžiaga, „panardinta“ į spinduliuotę.
ALICE eksperimentu, sudaužiant švino branduolius, toliau bus tyrinėjama medžiaga, kvarkų ir gliuonų plazma, galėjusi egzistuoti Didžiojo sprogimo metu, tik dabar jau ankstyvesnėje jo fazėje, negu buvo tiriama pirmajame etape.
