CERN isključio Veliki hadronski sudarač: „Opraštamo se od LHC, nadmašio je sva očekivanja“

Veliki hadronski sudarač (LHC) u CERN-u, najmoćniji akcelerator čestica na svetu, završio je jedno izvanredno poglavlje na svom naučnom putovanju. Nakon poslednjeg ciklusa, akcelerator je isključen i počeo je program Long Shutdown 3 (LS3), veliki program održavanja, konsolidacije, nadogradnje i instalacionih radova, koji će pripremiti Laboratoriju za LHC visoke luminoznosti (HiLumi LHC), sledeću fazu u istraživanju fundamentalnih zakona prirode, saopštila je Evropska organizacija za nuklearna istraživanja (CERN).

Od uključivanja prvih snopova u septembru 2008. godine, LHC je pomerao granice nauke i tehnologije, postavši jedan od najambicioznijih naučnih instrumenata ikada izgrađenih. Akcelerator je ostvario prve sudare protona 2009. godine i brzo se afirmisao kao jedinstvena mašina za otkrića – kroz tri operativna perioda (Runs 1–3), LHC je svojim eksperimentima isporučio neviđene količine podataka.

Preporučujemo

Najčuvenije dostignuće LHC-a desilo se 4. jula 2012. godine, kada su kolaboracije ATLAS i CMS objavile otkriće Higsovog bozona, potvrđujući mehanizam predložen skoro pola veka ranije. U godinama koje su usledile, LHC je omogućio stotine značajnih napredaka, uključujući otkriće više od 85 hadrona, postavljanje granica isključenja za otkrivanje novih čestica, istraživanja disbalansa između materije i antimaterije, ispitivanje prirode kvark-gluonske plazme i merenja sa važnim implikacijama za astrofiziku. Pored naučnih rezultata, LHC je podstakao inovacije u nauci o akceleratorima, superprovodnim tehnologijama, računarstvu i međunarodnoj saradnji.

Dok akcelerator ulazi u novu fazu, CERN slavi ne samo postignuta otkrića, već i globalnu zajednicu koja ih je omogućila.

Unutar Velikog hadronskog sudarača čestica u CERN-u... Foto: CHRISTIAN BEUTLER / KEYSTONE-SDA-ATS AG / Profimedia

- LHC je nadmašio sva očekivanja - rekao je Oliver Brining, direktor CERN-a za akceleratore i tehnologiju. - Skoro dve decenije transformisao je naše razumevanje Univerzuma i inspirisao generacije naučnika, inženjera i građana širom sveta. Opraštamo se od LHC-a kakvog smo poznavali, dok se pripremamo da dočekamo njegovog naslednika: HiLumi LHC, koji će ovu naučnu avanturu produžiti daleko u budućnost.

HiLumi LHC, čiji je početak rada planiran za 2030. godinu, povećaće luminoznost sudarača za faktor do deset u odnosu na prvobitni dizajn. To će istraživačima omogućiti prikupljanje znatno većih skupova podataka, omogućavajući precizne studije Higsovog bozona i povećavajući potencijal za otkrivanje fenomena izvan Standardnog modela.

LS3 predstavlja najobimniju intervenciju na CERN-ovom kompleksu akceleratora od same izgradnje LHC-a. Od sada do 2030. godine, prekid rada će uključiti hiljade stručnjaka iz CERN-a i partnerskih instituta širom sveta, koji će transformisati LHC, injektore i njihove eksperimente u HiLumi verzije, i sprovesti neophodne projekte renoviranja u celom kompleksu akceleratora i eksperimentalnih postrojenja: od konsolidacije severne oblasti Super protonskog sinhrotrona (SPS), demontaže ciljne oblasti CNGS (CERN Neutrinos to Gran Sasso) i transformacije eksperimentalne kaverne ECN3 u postrojenje visokog intenziteta sa fiksnom metom, do renoviranja ISOLDE postrojenja i konsolidacije bezbednosnih sistema, električne mreže i tehničkih galerija.

- LS3 predstavlja ogroman i složen logistički i inženjerski poduhvat – rekao je Žan-Filip Tok, vođa koordinacionog tima za LS3. - Samo u LHC-u će 1,2 km magneta i komponenti biti uklonjeno i zamenjeno novom opremom, a u celom kompleksu je planirano na desetine projekata koji uključuju hiljade inženjera, fizičara, tehničara i pomoćnog osoblja.

U kavernama LHC-a, eksperimenti ATLAS i CMS proći će kroz obimne nadogradnje, čime će praktično postati novi detektori. Da bi u potpunosti iskoristili neviđene performanse HiLumi LHC-a, moraće da se nose sa između 140 i 200 sudara protona pri svakom ukrštanju snopova, u poređenju sa oko 60 tokom poslednjeg ciklusa LHC-a. To podrazumeva identifikaciju i odabir najzanimljivijih sudara iz više od pet milijardi interakcija svake sekunde. Da bi odgovorili na ovaj izazov, oba eksperimenta će potpuno zameniti svoje triger sisteme, koji su odgovorni za selekciju najobećavajućih događaja za dalju analizu. Ovi događaji će se beležiti pomoću naprednih novih tehnologija detektora, uključujući potpuno silicijumske sisteme za praćenje sa milijardama kanala za očitavanje (daleko više nego u trenutnim detektorima), detektore vremena visoke preciznosti sa rezolucijom od nekoliko desetina pikosekundi i nove kalorimetarske sisteme sposobne da rade na frekvencijama od megaherca.

Foto: Shutterstock/D-VISIONS

Iako u ovom periodu neće cirkulisati snopovi čestica, naučna aktivnost u CERN-u ostaće intenzivna. Hiljade istraživača nastaviće da analiziraju ogromne skupove podataka prikupljene tokom ere LHC-a, izvlačeći nove fizičke rezultate dok istovremeno pripremaju eksperimente za predstojeće izazove.

Kada kompleks akceleratora postepeno počne ponovo da radi od 2028. godine, to će označiti početak nove ere za fiziku visokih energija. Nadovezujući se na nasleđe LHC-a, HiLumi LHC će pružiti neviđene prilike za produbljivanje našeg razumevanja Univerzuma i istraživanje nekih od najosnovnijih naučnih pitanja.

(Telegraf Nauka/CERN)