Veliki hadronski trkalnik (LHC) postaja vse boljši za svoje zmogljivosti. Na žalost za ljubitelje revolucionarne fizike je treba celotno zadevo med delom zapreti dve leti. Ko pa se bo varnostno kopiranje in zagon, bodo izboljšane zmogljivosti še močnejše.
Bistvo velikega hadronskega trkalnika je pospešiti delce in jih nato usmeriti, da se med seboj trčijo v komore. Na teh trkih so usposobljene kamere in detektorji, rezultati pa so podrobno spremljani. Vse je v odkrivanju novih delcev in novih reakcij med delci in gledanju, kako delci razpadajo.
Ta zaustavitev se imenuje Long Shutdown 2 (LS2.) Prva zaustavitev je bila LS1, zgodila pa se je med letoma 2013 in 2015. Med LS1 se je moč sudarača izboljšala, prav tako pa so bile ugotovljene tudi njegove sposobnosti zaznavanja. Podobno se bo zgodilo med LS2, ko bodo inženirji okrepili in nadgradili celoten komplet pospeševalnikov in detektorje. Delo je v pripravi na naslednjo izvedbo LHC, ki se bo začela leta 2021. Pripraviti se je treba tudi na projekt, imenovan HH-LHC (High-Luminosity LHC), ki se začne leta 2025.
Potek poskusov med LS1 in LS2 se imenuje drugi potek in je trajal od leta 2015 do 2018. Ta postopek je prinesel nekaj impresivnih rezultatov in še veliko podatkov je treba še obdelati. Po navedbah CERN-a je drugi pogon ustvaril 16 milijonov milijard protonskih-protonskih trkov z energijo 13 TeV (tera-elektron voltov) in velike nabore podatkov za trke svinec-svinec pri energiji 5,02 TeV. To pomeni, da je v arhivu podatkov CERN-a shranjenih 1000 let pretočnega 24/7 prenosa videoposnetkov.
"Druga izvedba LHC je bila impresivna ..." - Frédérick Bordry, direktor CERN-a za pospeševalnike in tehnologijo.
Ogromen predpomnilnik podatkov iz poskusov med drugo vožnjo LHC pritrdi na podatke iz prve vožnje in to je vse, ker se je raven energije trkalca skoraj podvojila na 13 TeV. Vse težje in težje je dvigniti raven energije trkalca, pri tej drugi zaustavitvi pa se bo energija dvignila s 13 TeV na 14 TeV.
"Druga izvedba LHC je bila impresivna, saj smo lahko dosegli veliko več kot naše cilje in pričakovanja, pri čemer smo ustvarili petkrat več podatkov kot med prvo vožnjo, z energijo 13 TeV brez primere," je dejal Frédérick Bordry, direktor za pospeševalnike CERN in tehnologija. "Z začetkom tega drugega dolgega izklopa bomo stroj pripravili na še več trkov pri konstrukcijski energiji 14 TeV."
LHC je z vsemi ukrepi uspel. Nekaj desetletij je bil v fiziki osrednje vprašanje obstoja Higgsovega bozona in Higgsovega polja. Toda tehnologija in inženiring, ki je potreben za izdelavo trkalnika, dovolj zmogljiv, da bi ga našli, preprosto niso bili na voljo. Gradnja LHC je leta 2012 omogočila odkritje Higgsovega bozona.
"Higgsov bozon je poseben delček ..." - Fabiola Gianotti, generalna direktorica CERN-a.
"Poleg mnogih drugih lepih rezultatov so v zadnjih nekaj letih eksperimenti LHC dosegli ogromen napredek pri razumevanju lastnosti Higgsovega bozona," dodaja Fabiola Gianotti, generalna direktorica CERN-a. "Higgsov bozon je poseben delec, ki se zelo razlikuje od ostalih elementarnih delcev, ki smo jih do zdaj opazili; njegove lastnosti nam lahko dajo koristne indikacije o fiziki, ki presegajo standardni model. "
Odkritje dolgo teoretiziranega Higgsovega bozona je največji dosežek LHC-ja, vendar ni edini. Številne dele standardnega fizikalnega modela je bilo težko preizkusiti, preden so postavili LHC. O rezultatih LHC je bilo objavljenih na stotine znanstvenih prispevkov, odkritih pa je bilo tudi nekaj novih delcev, med katerimi so eksotični pentakvarki in novi delci z dvema težkima kvarkoma, imenovan "Xicc ++".
Po nadgradnji v LS2 se bo začela tretja vožnja. Eden izmed projektov v tretji vožnji je projekt LHC visoke razsvetljave (HL-LHC). Svetilnost je eden od dveh glavnih vidikov trkalnikov. Prva je napetost, ki se med LS2 izboljšuje s 13 TeV na 14 TeV. Druga je svetilnost.
Svetilnost pomeni povečano število trkov in s tem več podatkov. Ker so številne stvari, ki jih želijo opazovati fiziki, zelo redke, večje število trkov poveča možnosti za njihovo opazovanje. V letu 2017 je LHC proizvedel približno tri milijone Higgosovih bozonov na leto, medtem ko LHC z visoko svetilnostjo proizvede vsaj 15 milijonov Higgsovih bozonov na leto. To je pomembno, ker je bil velik dosežek odkrivanja Higgsovega bozona, vendar še vedno veliko fizikov ne ve, kaj bi lahko prišlo do delcev. Fiziki se bodo s kvantitacijo števila proizvedenih Higgsovih bozonov naučili veliko.
"Bogata letina druge vožnje omogoča raziskovalcem iskanje zelo redkih procesov." - Eckhard Elsen, direktor za raziskave in računalništvo pri CERN-u.
Vsi podatki, shranjeni v CERN-u od druge vožnje LHC-ja, pomenijo, da bodo fiziki med LS2 zaposleni. V množični zbirki podatkov se morda skrivajo stvari, ki jih še nihče ni videl. Ljudem nestrpne vojske fizikov delcev ne bo ostalo počitka.
"Bogata letina druge vožnje omogoča raziskovalcem iskanje zelo redkih procesov," je dejal Eckhard Elsen, direktor za raziskave in računalništvo pri CERN-u. "Oni bodo ves čas zaustavitve preučevali ogromen vzorec podatkov za morebitne podpise nove fizike, ki še niso imeli možnosti, da bi izhajali iz prevladujočega prispevka procesov Standardnega modela. To nas bo usmerilo v HL-LHC, ko se bo vzorec podatkov povečal za še en vrstni red. "
- Sporočilo za javnost CERN: LHC se pripravlja na nove dosežke
- CERN Press Release: CERN-ov eksperiment LHCb poroča o opazovanju eksotičnih delcev pentakvarka
- Sporočilo za javnost CERN: Preizkus LHCb je očaran, da napoveduje opazovanje novega delca z dvema težkim kvarkom
- Spletna stran CERN: LHC z visoko svetilnostjo
- CERN Press Release: LHC: Močnejši stroj
- Vpis v Wikipediji: Higgsov bozon
- Spletna stran CERN: Standardni model
