Veliki hadronski trkalnik (LHC) je čudo sodobne fizike delcev, ki je raziskovalcem omogočil, da so se spopadli v globino resničnosti. Njeno poreklo sega vse do leta 1977, ko je sir John Adams, nekdanji direktor Evropske organizacije za jedrske raziskave (CERN), predlagal, da se zgradi podzemni tunel, ki bi lahko opremil pospeševalnik delcev, ki bi lahko dosegel izjemno visoke energije Zgodovinski dokument 2015 fizika Thomasa Schörner-Sadenija.
Projekt je bil uradno odobren dvajset let pozneje, leta 1997, gradnja pa se je začela na 16,5 kilometrov dolgem (27 kilometrskem) obroču, ki je šel pod francosko-švicarsko mejo in je lahko pospešil delce do 99,99 odstotka hitrosti svetlobe in jih razbil skupaj. Znotraj obroča 9.300 magnetov usmerja pakete nabitih delcev v dveh nasprotnih smereh s hitrostjo 11.245 krat na sekundo in jih na koncu združi za trčenje v glavo. Objekt lahko ustvari približno 600 milijonov trčenj vsako sekundo, ki izžareva neverjetno količino energije in vsake toliko eksotično in še nikoli viden težek delec. LHC deluje s 6,5-krat večjo energijo kot prejšnji pospeševalec delcev, ki je bil rekordan, Fermilab je v ZDA razpustil Tevatron.
Gradnja LHC je stala skupno 8 milijard dolarjev, od tega 531 milijonov ameriških dolarjev. Pri njegovih poskusih sodeluje več kot 8000 znanstvenikov iz 60 različnih držav. Pospeševalnik je svoje žarke prvič vklopil 10. septembra 2008, pri čemer so delci trčili na le deset milijonov svojih prvotnih oblikovnih intenzitet.
Preden je začel delovati, so se nekateri bali, da bo nov razbijač atoma uničil Zemljo, morda s tem, ko bo ustvaril vsestransko črno luknjo. Toda vsak ugleden fizik bi izjavil, da so takšne skrbi neutemeljene.
"LHC je varen in vsaka namigovanja, da bi lahko predstavljala tveganje, so čista fikcija," je v preteklosti za LiveScience povedal generalni direktor CERN-a Robert Aymar.
To ne pomeni, da objekt ne bi bil lahko škodljiv, če bi ga uporabljali nepravilno. Če bi roko držali v žarek, ki usmerja energijo letalskega nosilca v gibanju navzdol do širine, manjše od milimetra, bi skozi to naredil luknjo in takrat bi vas sevanje v tunelu ubilo.
Prelomne raziskave
V zadnjih 10 letih je LHC razbil atome skupaj za svoja dva glavna eksperimenta, ATLAS in CMS, ki ločeno upravljata in analizirata svoje podatke. S tem bi zagotovili, da nobeno sodelovanje ne vpliva na drugega in da vsak zagotovi pregled svojega sestrskega eksperimenta. Instrumenti so ustvarili več kot 2000 znanstvenih prispevkov o številnih področjih fizike osnovnih delcev.
4. julija 2012 je znanstveni svet z zadihanim dihom opazoval, kako so raziskovalci na LHC napovedali odkritje Higgsovega bozona, zadnjega uganka v pet desetletju stari teoriji, imenovani Standardni model fizike. Standardni model poskuša upoštevati vse znane delce in sile (razen gravitacije) in njihove interakcije. Leta 1964 je britanski fizik Peter Higgs napisal prispevek o delcu, ki zdaj nosi njegovo ime, in razložil, kako nastaja masa v vesolju.
Higgsov je pravzaprav polje, ki prežema ves prostor in vleče vsak delček, ki se giblje skozi njega. Nekateri delci potujejo počasneje skozi polje in to ustreza njihovi večji masi. Higgsov bozon je manifestacija tega področja, ki so ga fiziki lovili že pol stoletja. LHC je bil izrecno zgrajen, da bi končno ujel ta nedostopni kamnolom. Na koncu so ugotovili, da ima Higgs 125-krat večjo maso protona, tako Peter Higgs kot belgijski teoretični fizik Francois Englert sta leta 2013 prejela Nobelovo nagrado za napovedovanje obstoja.
Tudi pri Higgsu v roki fiziki ne morejo počivati, ker ima standardni model še vedno nekaj lukenj. Eno se ne ukvarja z gravitacijo, ki jo večinoma pokrivajo Einsteinove teorije o relativnosti. Prav tako ne pojasnjuje, zakaj je vesolje sestavljeno iz materije in ne antimaterije, kar bi moralo biti ustvarjeno v približno enakih količinah na začetku časa. In popolnoma molči o temni snovi in temni energiji, ki jo je bilo treba še odkriti, ko je bila prvič ustvarjena.
Preden se je LHC vklopil, bi mnogi raziskovalci rekli, da je naslednja velika teorija ena superpersimetrija, ki vsem znanim delcem doda podobne, a veliko bolj množične partnerje. Eden ali več teh težkih partnerjev bi lahko bil popoln kandidat za delce, ki sestavljajo temno snov. In supersimetrija začne težiti, kar razlaga, zakaj je toliko šibkejša od ostalih treh osnovnih sil. Pred Higsovim odkritjem so nekateri znanstveniki upali, da bo bozon na koncu nekoliko drugačen od tistega, kar je napovedoval standardni model, ki namiguje na novo fiziko.
Ko pa se je Higgs pojavil, je bilo to povsem normalno, točno v masnem območju, kjer je Standardni model rekel, da bo. Čeprav je to za Standardni model velik dosežek, je fizike pustil, da ne bi šli naprej. Nekateri so začeli govoriti o izgubljenih desetletjih, ko so lovili teorije, ki na papirju zvenijo dobro, vendar zdi, da ne ustrezajo dejanskim opazovanjem. Mnogi upajo, da bodo naslednji krogi LHC-ja pomagali razčistiti nekaj tega nereda.
LHC se je decembra 2018 ugasnil, da bi šel skozi dve leti nadgradenj in popravil. Ko se vrne prek spleta, bo lahko razbil atome skupaj z rahlim povečanjem energije, vendar podvojil število trkov na sekundo. Kaj bo potem našel, je kdo uganil. Govori se že o še močnejšem pospeševalniku delcev, ki bi ga nadomestil, ki je nameščen na istem območju, vendar štirikrat večji od velikosti LHC. Ogromna zamenjava bi lahko trajala 20 let in 27 milijard dolarjev, da bi jih zgradili.
