V roce 2008, mimo Ženevu, Švýcarsko, fyzici zapnul Large Hadron Collider (LHC), největší urychlovač částic na světě a nejdražší vědecký experiment, jaký kdy byl navržen. Pro mnohé to stálo za to náklady a čekání. V roce 2012 masivní stroj detekoval Higgsův boson a ověřil poslední hlavní kousek standardního modelu fyziky. Vědci však vědí, že standardní model není úplný, protože ignoruje věci, jako je gravitace a temná hmota. To je důvod, proč v pátek začala výstavba s velkým upgradem na LHC, hlásí Ian Sample u The Guardian, a když je dokončena v roce 2026, může výkonnější urychlovač prostě vyhodit standardní model na kousky, nebo alespoň přidat několik vrásky k teorii.
Fyzika částic je jednou z nejsložitějších věd. Většina lidí s chemickým semestrem pod pásem chápe, že atomy jsou tvořeny protony, neutrony a elektrony. Ale je toho mnohem víc - protony a neutrony jsou tvořeny kvarky drženými pohromadě gluony, jedním z několika typů bosonů. Další elementární částice - ty, kterým vědci nevěří, se mohou dále dělit - zahrnují šest příchutí leptonů a Higgsů, známých jako skalární boson. Pak jsou tucty částic vytvořených z těchto elementárních částic, včetně hadronů, které jsou konstruovány z kvarků a gluonů, a mesony, vyrobené z kvarků a antikvarků.
Zatímco věda za částicemi je obtížná, pochopit, jak vědci najdou nové částice nebo potvrdit existenci teoretických částic, je snadné - rozbijí je dohromady a podívají se na kousky. To je v podstatě to, jak LHC funguje, hlásí BBC - vědci střílejí dva paprsky částic na sebe kolem téměř 17 mil dlouhého prstence téměř rychlostí světla. Tyto paprsky, vedené výkonnými magnety, se pak zkříží, což způsobí, že částice se rozbijí na sebe a rozpadnou se na elementární kousky, které vydrží po zlomek sekundy. Velmi citlivé detektory zachytí ty rychlé záblesky toho, co tvoří náš vesmír.
BBC hlásí, že nová aktualizace se bude jmenovat LHC s vysokou svítivostí a zvýší intenzitu těchto paprsků částic, čímž se zvýší počet srážek o faktor pět nebo 10. Za tímto účelem hlásí agentura CERN, která provozuje LHC, přidávají 130 nových výkonných magnetů, které budou přesněji řídit paprsek částic, což zvyšuje pravděpodobnost, že se částice rozbijí jeden na druhého. Rovněž přemísťují některé magnety a přidávají supravodivé kabely, aby zlepšily účinnost LHC. To bude mít za následek pět až desetkrát více srážek, což znamená, že se bude studovat více dat, což vědci nadchli. "LHC s vysokou svítivostí je místem, kde budeme shromažďovat většinu našich dat, a v tomto smyslu je to fáze našeho zkoumání, která nám umožňuje zjistit nejvíce o vesmíru, " Tara Shears z Liverpoolské univerzity, která pracuje na srážce, řekne Sample. "Pokud nám LHC dosud poskytla svíčku, abychom osvětlili to, co bylo dříve neviditelné, LHC s vysokou svítivostí nám umožní osvětlit světlomet."
Ryan F. Mandelbaum v Gizmodo uvádí, že je třeba zvýšit sílu. Vědci doufali, že poté, co v roce 2012 odhalí Higgsův boson, začnou odkrývat i další částice, které by mohly naplnit naše znalosti kvantového světa. Ale tyto nálezy byly nepolapitelné. Vědci objevili „šňůry“ nových částic, které by mohly rozrušit naše současné modely, ale robustnější kolizér by pomohl vytvořit spolehlivější detekce. Mandelbaum také říká, že může najít nové částice, které pomáhají vysvětlit temnou hmotu, dokázat existenci nových dimenzí a prozkoumat další hluboká tajemství ve fyzice.
"Pokud se anomálie, které v současné době vidíme v LHC, projeví v příštích několika letech, což mohou dobře udělat, na co se podíváme s vysokou svítivostí-LHC, je fyzika, která je základem těchto objevů, " Val Gibson, profesor fyziky v Cambridge, který pracuje na srážce, říká Sample. "To by otočilo standardní model na jeho hlavu." Bylo by to naprosto průkopnické. “
Mandelbaum hlásí, že k lepšímu zvládnutí Higgů je zapotřebí také zvýšení výkonu. Ačkoli to bylo zjištěno, vědci neviděli dostatek částice pro studium do hloubky. Při současném tempu by shromáždění všech údajů o Higgsově bosonu trvalo LHC sto nebo více let. S upgradem to bude trvat asi deset. „LHC je nyní hra s čísly: Potřebujeme co nejvíce dat. Studovat Higgsův boson po jeho objevu v roce 2012, ale také proto, že je nyní zcela zřejmé, že jakékoli jiné nové částice mohou být vzácné, “říká mu fyzikka Freya Blekman z Vrije Universiteit Brussel v Belgii. "Takže potřebujeme spoustu dat."
Modernizace stroje znamená, že bude offline dva roky počínaje rokem 2019 a znovu mezi lety 2024 a 2026. Očekává se, že celá aktualizace bude stát asi 955 milionů USD. Pokud je však historie lekce, může to trvat déle a stát dražší, než se očekávalo. LHC bylo sužováno překročení nákladů a technickými problémy, včetně několika sebevražedných lasic a holubů žvýkajících bagetu, z nichž každý vzal stroj do režimu offline na několik týdnů.
