Czym jest Wielki Zderzacz Hadronów?

Wielki Zderzacz Hadronów (LHC), umiejscowiony w Europejskim Ośrodku Badań Jądrowych CERN, to gigantyczny akcelerator cząstek, który z każdą chwilą przesuwa granice naukowego poznania. Znajduje się w 27-kilometrowym tunelu pod ziemią na granicy Szwajcarii i Francji, przyspieszając protony oraz jony do prędkości zbliżonych do prędkości światła, aby potem zderzać je w ściśle kontrolowanych warunkach. Te spektakularne zderzenia są rejestrowane przez nowoczesne detektory, takie jak ATLAS, CMS, ALICE czy LHCb, dając naukowcom niepowtarzalną szansę na badania cząstek elementarnych.

Nowy etap w badaniach cząstek!

Od momentu uruchomienia w 2008 roku, LHC stał się miejscem wielu przełomowych odkryć, w tym potwierdzenia istnienia bozonu Higgsa w 2012 roku, co było kluczowe dla Modelu Standardowego fizyki. Obecnie, w ramach trzeciego okresu pracy akceleratora, który rozpoczął się w 2022 roku, LHC osiąga recordowe energie zderzeń, sięgające 13,6 teraelektronowoltów (TeV!). Co więcej, przeprowadzono szereg modernizacji, które umożliwiają większą liczbę rejestrowanych zderzeń.

Eksperymenty z tlenem: Nowa era badań!

Najnowsze eksperymenty w LHC koncentrują się na zderzeniach protonów z jonami tlenu, co stanowi nowy kierunek badań, dotychczas głównie skoncentrowanych na zderzeniach proton-proton lub ołowianych. Skąd ta zmiana? Jony tlenu, choć lżejsze, pozwalają badać unikalne zjawiska fizyczne związane z plazmą kwarkowo-gluonową – stanem materii, który istniał ułamki sekund po Wielkim Wybuchu.

Protony i tlen w akcji!

Zderzenia proton-tlen są niezwykle interesujące dla naukowców z eksperymentu ALICE, który bada materia w ekstremalnych warunkach. Te kolizje rzucają światło na fizykę promieniowania kosmicznego, które bombarduje Ziemię cząstkami o energiach znacznie wyższych niż te z LHC. Dodatkowo, eksplorując te interakcje, naukowcy mają szansę na odkrycie dowodów na istnienie cząstek supersymetrycznych, mogących stanowić element ciemnej materii.

Technologiczna doskonałość LHC!

Aby umożliwić te przełomowe zderzenia, LHC przeszedł znaczące modernizacje, które zakończono w 2022 roku. Ulepszono magnesy nadprzewodzące, które utrzymują cząstki na ich torze, oraz systemy chłodzenia, co pozwala na osiąganie rekordowej świetlności. W 2024 roku LHC osiągnie szczytowe wartości, generując średnio 0,83 fb⁻¹ danych dziennie, co zwiększy szanse na odkrycia rzadkich zjawisk fizycznych.

Z przyszłością w rękach naukowców!

Wyniki badań z zderzeniami jonów tlenu mogą nie tylko podnieść naszą wiedzę na temat fizyki cząstek, ale również znaleźć zastosowanie w medycynie czy technologii obliczeniowej. Co więcej, dane z LHC są przetwarzane przez globalny system komputerowy WLCGrid, zdolny przetwarzać ogromne ilości informacji.

Czas na FCC!

Patrząc w przyszłość, CERN intensywnie pracuje nad projektem Future Circular Collider (FCC), trzykrotnie większym niż LHC, który może osiągnąć energie zderzeń na poziomie 100 TeV. Budowa FCC może ruszyć w 2033 roku, co sprawi, że w 2050 roku stanie się najbardziej zaawansowanym urządzeniem w historii ludzkości, odkrywającym tajemnice skrywane przez wszechświat!