Acceleratorul de particule de la Geneva va fi repornit în martie, la o putere aproape dublă

LHC, cel mai mare accelerator de particule din lume, situat într-un tunel de lângă Geneva, în Elveția, a trecut printr-un proces de retehnologizare în ultimii doi ani, iar în prezent este pregătit pentru demararea accelerării de protoni, din nou, în luna martie, primele coliziuni urmând să aibă loc până în luna mai, a anunțat CERN vineri.

„Cu acest nou nivel energetic, LHC va deschide noi orizonturi în fizică și pentru viitoare descoperiri. Abia aștept să văd ce surprize ne mai rezervă natura”, a declarat directorul general al CERN Rolf Heuer.

LHC este îngropat într-un tunel circular de 27 de kilometri, care se întinde sub granița franco-elvețiană, la poalele munților Jura. Întreaga instalație este deja aproape răcită la 1,9 grade deasupra lui zero absolut (minus 273,15 grade Celsius/ zero grade Kelvin, cea mai mică temperatură posibilă, n.r.), ca pregătire pentru următorii trei ani de funcționare.

Prima serie de experimente desfășurate de LHC, care a avut loc la o putere mai redusă decât cele ce vor debuta în martie, a dus, în 2012, la confirmarea existenței particulei bosonul lui Higgs, care explică modul în care materia fundamentală a dobândit masă pentru a forma stelele și planetele.

Această descoperire a fost un eveniment extrem de important pentru fizică, dar mai sunt o mulțime de mistere care așteaptă să fie descifrate, incluzând natura „materiei întunecate” și a „energiei întunecate”.

Cele mai recente calcule sugerează că „materia întunecată” constituie 27% din Univers, iar „energia întunecată”, care face ca galaxiile să se îndepărteze unele de altele, reprezintă 68% din Univers, în timp ce materia vizibilă, observată în galaxii, stele și planete, constituie doar 5% din Univers.

Alte întrebări încă fără răspuns includ relativa lipsă a antimateriei din Univers, în condițiile în care cantități egale de materie și antimaterie au fost create în momentul Big Bang-ului, în urmă cu 13,8 miliarde de ani, și posibila existență a noi tipuri de particule.

Cei mai mulți fizicieni susțin o teorie ce nu a fost încă demonstrată, cunoscută ca supersimetrie, potrivit căreia toate particulele de bază au un partener mai greu, dar „invizibil”.

Înțelegerea acestor chestiuni cere accesul la informații mai profunde privind „cărămizile” cosmosului, lucru pe care savanții speră să îl obțină prin creșterea nivelului energetic la care au loc experimentele din cadrul LHC.

„Avem treburi neterminate legat de înțelegerea Universului”, a declarat Tara Shears, profesoară de fizică la Universitatea din Liverpool, care lucrează la unul dintre cele patru mari experimente realizate cu ajutorul acceleratorului de particule.

Cel mai mare accelerator de particule din lume a fost oprit din funcționare în februarie 2013, pentru realizarea unor îmbunătățiri și a unor lucrări de mentenanță.

Large Hadron Collider a fost pus în funcțiune în noiembrie 2009, după ce a fost construit într-un tunel subteran circular, ocupat de predecesorul său, LEP (Large Electron Positron), în perioada 1998 – 2008.

Spre deosebire de LEP, LHC accelerează protoni (din familia hadronilor), pentru a produce coliziuni. LEP accelera electroni sau pozitroni.

Această pauză de aproape doi ani a fost prima oprire din exploatare pentru LHC, denumită LS1 (Long Shutdown 1).

Timp de doi ani, nu au mai avut loc coliziuni de particule, însă au fost întreprinse lucrări pentru a renova instalațiile și pentru a pregăti LHC pentru un nou ciclu de exploatare, la o energie mai înaltă.

În plus, au fost efectuate o serie de lucrări la alte acceleratoare de la CERN, precum Sincrotonul cu protoni (PS) și Supersincrotonul cu protoni (SPS).

În cazul SPS, aproximativ 100 de kilometri de cabluri au fost înlocuite, din cauza „îmbătrânirii” lor, cauzată de expunerea la radiațiile din tunel.

Pe parcursul primei perioade de funcționare, LHC a produs „peste 6 milioane de miliarde de coliziuni, iar această performanță a depășit toate așteptările”, a declarat Steve Myers, directorul departamentului de acceleratoare și de tehnologie din cadrul CERN.

Echipele de savanți de la CERN au reușit să reducă la jumătate intervalul dintre pachetele de protoni care alcătuiesc fasciculele, iar luminozitatea acestora nu a încetat să crească.

Această îmbunătățire a performanțelor obținute pe parcursul unui an a permis experimentelor derulate la LHC să obțină rezultate importante și mai repede decât era prevăzut.

Din cele 6 milioane de miliarde de coliziuni protoni-protoni produse de LHC, 5 miliarde au fost catalogate ca fiind interesante.

Dintre acestea, doar aproximativ 400 de coliziuni au condus la descoperirea particulei de tipul Higgs.

În 2012, performanța LHC a fost de două ori mai importantă decât în 2011. Luminozitatea sa a atins o valoare de două ori mai mare față de cea maximală din 2011 și energia de coliziune a crescut de la 7 TeV (tera electronvolți) în 2011 la 8 TeV în 2012.

În 2015, în momentul repunerii sale în funcțiune, LHC va fi exploatat cu o energie de coliziune și mai mare, de 13 TeV, și cu o luminozitate și mai mare.