Ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων, ο μεγαλύτερος και ισχυρότερος επιταχυντής σωματιδίων στον κόσμο, τέθηκε εκτός λειτουργίας στις 29 Ιουνίου ώστε να αναβαθμιστεί.
- Ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων, από την έναρξη λειτουργίας του το 2009, επέτρεψε τον έλεγχο θεωριών της σωματιδιακής φυσικής και συνέβαλε καθοριστικά στην ανακάλυψη του μποζονίου Higgs το 2012, εξηγώντας πώς τα σωματίδια αποκτούν μάζα.
- Η τρέχουσα διακοπή λειτουργίας, γνωστή ως Long Shutdown 3, είναι η τρίτη προγραμματισμένη παύση. Στη διάρκειά της θα εγκατασταθούν αναβαθμίσεις που θα αυξήσουν τη φωτεινότητα του επιταχυντή και τον αριθμό των συγκρούσεων σωματιδίων.
- Με την αναβάθμιση, οι επιστήμονες αναμένουν την παραγωγή πολύ περισσότερων δεδομένων, επιτρέποντας τη μελέτη σπάνιων φαινομένων με μεγαλύτερη ακρίβεια και δίνοντας την ευκαιρία να παρατηρηθούν εξαιρετικά σπάνια φαινόμενα στο σύμπαν.
- Κατά την περίοδο της αναβάθμισης, οι ερευνητές συνεχίζουν να αναλύουν τα ήδη συλλεγμένα δεδομένα. Παράλληλα, τεχνολογίες που αναπτύσσονται στο CERN βρίσκουν εφαρμογή σε τομείς όπως η ιατρική απεικόνιση και η αποκατάσταση έργων τέχνης.
Έχει προγραμματιστεί να επανέλθει σε λειτουργία το 2030 ως Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων Υψηλής Φωτεινότητας (HiLumi LHC), με σημαντικά αυξημένες δυνατότητες που θα του επιτρέπουν να πραγματοποιεί περίπου δέκα φορές περισσότερες συγκρούσεις σωματιδίων σε σχέση με τον αρχικό σχεδιασμό του. Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι ο τεράστιος όγκος νέων δεδομένων θα συμβάλει στη βαθύτερη κατανόηση θεμελιωδών ζητημάτων της φυσικής, όπως η σκοτεινή ύλη, η αντιύλη και οι συνθήκες που επικρατούσαν στα πρώτα στάδια του σύμπαντος.
Ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων λειτουργεί από το 2009 σε υπόγεια κυκλική σήραγγα μήκους 27 χιλιομέτρων, στα σύνορα Γαλλίας και Ελβετίας, κοντά στη Γενεύη. Από την πρώτη επιτυχημένη σύγκρουση πρωτονίων το 2009, έχει δώσει στους φυσικούς τη δυνατότητα να δοκιμάσουν θεωρίες της σωματιδιακής φυσικής και να ελέγξουν το Καθιερωμένο Πρότυπο (Standard Model), το θεμελιώδες μοντέλο που περιγράφει τον υποατομικό κόσμο. Το 2012 συνέβαλε καθοριστικά στην ανακάλυψη του μποζονίου Higgs, η οποία εξήγησε τον τρόπο με τον οποίο τα θεμελιώδη σωματίδια αποκτούν μάζα.
Η τρέχουσα διακοπή, γνωστή ως Long Shutdown 3 (LS3), αποτελεί την τρίτη μακροπρόθεσμη προγραμματισμένη παύση λειτουργίας του επιταχυντή. Η πρώτη έγινε το 2013 και η τρίρη από το 2018 έως το 2022. Κατά τη διάρκεια αυτής οι ειδικοί θα προχωρήσουν στην εγκατάσταση αναβαθμίσεων που θα αυξήσουν τη φωτεινότητα του επιταχυντή κατά δέκα φορές. Αυτό θα οδηγήσει σε σημαντική αύξηση του αριθμού των συγκρούσεων σωματιδίων, με αποτέλεσμα οι συγκρούσεις να είναι περίπου τρεις φορές περισσότερες σε σχέση με το σημερινό σύστημα λειτουργίας. Με την ολοκλήρωση της αναβάθμισης, ο HiLumi LHC αναμένεται να λειτουργήσει έως τη δεκαετία του 2040, πριν αντικατασταθεί από έναν ακόμη ισχυρότερο επιταχυντή.
Νέες δυνατότητες με τον αναβαθμισμένο επιταχυντή σωματιδίων
«Είναι πραγματικά μια ευκαιρία να εξερευνήσουμε το σύμπαν με έναν τρόπο που δεν έχουμε ξανακάνει», δήλωσε στο New Scientist ο Μαρκ Τόμσον, γενικός διευθυντής του CERN (του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Πυρηνικών Ερευνών), όπου στεγάζεται ο LHC.
Οι επιστήμονες αναμένουν ότι με την αναβάθμιση αυτή, τα πειράματα θα παράγουν πολύ περισσότερα δεδομένα, και θα τους δώσουν τη δυνατότητα να μελετήσουν με μεγαλύτερη ακρίβεια ήδη γνωστά φαινόμενα, όπως το μποζόνιο Higgs, και αναμένουν ότι θα έχουν περισσότερες πιθανότητες να παρατηρήσουν εξαιρετικά σπάνια φαινόμενα.
Παράλληλα, εκτιμούν ότι στη διάρκεια της νέας φάσης λειτουργίας θα παραχθούν περίπου 380 εκατομμύρια μποζόνια Higgs, έναντι περίπου 55 εκατομμυρίων που έχουν καταγραφεί μέχρι σήμερα. Όπως εξηγεί το Live Science, τα δεδομένα αυτά θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους επιστήμονες να καλύψουν τα κενά του Καθιερωμένου Προτύπου (Standard Model), το οποίο σήμερα δεν περιλαμβάνει τη σκοτεινή ύλη και τη σκοτεινή ενέργεια, τις δύο κυρίαρχες μορφές μάζας και ενέργειας στο Σύμπαν.
Παρότι ο επιταχυντής δεν θα πραγματοποιεί συγκρούσεις σωματιδίων κατά τη διάρκεια της αναβάθμισης, οι ερευνητές θα συνεχίσουν να αναλύουν τα δεδομένα που έχουν ήδη συλλεχθεί. Παράλληλα, τεχνολογίες που αναπτύσσονται στο πλαίσιο των εργασιών του CERN αναμένεται να βρουν εφαρμογές και εκτός της βασικής έρευνας, όπως στην ιατρική απεικόνιση, στους αισθητήρες και στην αποκατάσταση έργων τέχνης.
Πηγή: Live Science
Αναπαραγωγή άρθου από εδώ
