Fizycy z centrum badawczego CERN zderzyli we wtorek cząstki subatomowe w dużym zderzaczu hadronów z najwyższymi osiągniętymi prędkościami. „Wiele osób długo czekało na ten moment, ale ich cierpliwość i poświęcenie zaczynają przynosić dywidendy”. Już teraz instrumenty w LHC zarejestrowały tysiące zdarzeń, a podczas tego pisania LHC miał ponad godzinę stabilnych i zderzających się wiązek.
Jest to próba stworzenia mini-wersji Wielkiego Wybuchu, która doprowadziła do narodzin wszechświata 13,7 miliarda lat temu, zapewniając nowy wgląd w naturę i ewolucję materii we wczesnym Wszechświecie.
Belki zderzyły się o 7 TeV w LHC o 13:06 CEST. Oznacza to pierwszy długi przebieg przy energii trzy i pół raza większej niż poprzednio osiągany przy akceleratorze cząstek.
„Z tymi wstrząsającymi energiami zderzeń eksperymenty LHC są prowadzone w rozległym regionie do eksploracji, a polowanie rozpoczyna się od ciemnej materii, nowych sił, nowych wymiarów i bozonu Higgsa”, powiedział rzecznik współpracy ATLAS CERN, Fabiola Gianotti. „Fakt, że eksperymenty opublikowały już prace na podstawie danych z zeszłego roku, wróży bardzo dobrze dla tego pierwszego przebiegu fizyki”.
Naukowcy twierdzą, że pierwsze wyniki tego wysokiego wskaźnika zderzeń mogą zostać opublikowane w ciągu kilku miesięcy, bardziej prawdopodobne do końca 2010 roku.
„Wszyscy byliśmy pod wrażeniem dotychczasowego działania LHC”, powiedział Guido Tonelli, rzecznik eksperymentu CMS, „i szczególnie cieszy mnie, jak dobrze działają nasze detektory cząstek, podczas gdy nasze zespoły fizyki na całym świecie już analizują dane. Wkrótce zajmiemy się głównymi zagadkami współczesnej fizyki, takimi jak pochodzenie masy, wielkie zjednoczenie sił i obecność obfitej ciemnej materii we wszechświecie. Przed nami bardzo ekscytujące czasy. ”
CERN będzie prowadził LHC przez 18–24 miesięcy w celu dostarczenia wystarczającej ilości danych do eksperymentów, aby dokonać znacznych postępów w szerokim zakresie kanałów fizyki. Gdy tylko „odkryją” ponownie znane cząstki Modelu Standardowego, niezbędnego prekursora do poszukiwania nowej fizyki, eksperymenty LHC rozpoczną systematyczne poszukiwanie bozonu Higgsa. Przy oczekiwanej ilości danych, zwanej przez fizyków jedną odwrotną femtobarną, połączona analiza ATLAS i CMS będzie w stanie zbadać szeroki zakres mas, a nawet istnieje szansa na odkrycie, jeśli Higgs ma masę blisko 160 GeV. Jeśli jest znacznie lżejszy lub bardzo ciężki, trudniej będzie go znaleźć w pierwszym biegu LHC.
W przypadku supersymetrii zarówno ATLAS, jak i CMS będą miały wystarczającą ilość danych, aby podwoić dzisiejszą wrażliwość na niektóre nowe odkrycia. Dzisiejsze eksperymenty są wrażliwe na niektóre supersymetryczne cząstki o masach do 400 GeV. Odwrotna femtobarn w LHC przesuwa zakres odkrycia do 800 GeV.
„LHC ma realną szansę na odkrycie cząstek supersymetrycznych” - wyjaśnił Heuer - i być może daje wgląd w skład około jednej czwartej Wszechświata ”.
Nawet na bardziej egzotycznym końcu potencjalnego spektrum odkryć LHC, ten przebieg LHC zwiększy zasięg prądu dwa razy. Eksperymenty LHC będą wrażliwe na nowe masywne cząstki, wskazując na obecność dodatkowych wymiarów do mas 2 TeV, przy dzisiejszym zasięgu około 1 TeV.
Po tym przebiegu LHC wyłączy się w celu przeprowadzenia rutynowej konserwacji oraz w celu zakończenia prac naprawczych i konsolidacyjnych niezbędnych do uzyskania energii projektowej LHC wynoszącej 14 TeV po incydencie z 19 września 2008 r. Tradycyjnie CERN eksploatował akceleratory w cyklu rocznym, działa od siedmiu do ośmiu miesięcy z corocznym przestojem trwającym od czterech do pięciu miesięcy. Będąc maszyną kriogeniczną działającą w bardzo niskiej temperaturze, LHC potrzebuje około miesiąca, aby doprowadzić do temperatury pokojowej, a kolejny miesiąc ostygnie. Czteromiesięczne wyłączenie w ramach cyklu rocznego nie ma już sensu dla takiej maszyny, więc CERN zdecydował się przejść na dłuższy cykl z dłuższymi okresami pracy, w razie potrzeby z dłuższymi okresami przestoju.
„Dwa lata ciągłej pracy to duże wyzwanie zarówno dla operatorów LHC, jak i eksperymentów, ale będzie warte wysiłku”, powiedział Heuer. „Rozpoczynając od długiego biegu i koncentrując przygotowania do 14 kolizji TeV w jednym zamknięciu, zwiększamy ogólny czas trwania w ciągu najbliższych trzech lat, nadrabiając stracony czas i dając szansę eksperymentom na odcisnięcie swojego piętna”.
Źródło: CERN
