Veľký hadrónový urýchľovač sa pripravuje na modernizáciu
Najvýkonnejší urýchľovač častíc na svete, známy ako Veľký hadrónový urýchľovač (LHC), ktorý sa nachádza v laboratóriu CERN pri Ženeve, bude od pondelka odstavený na štyri roky. Dôvodom tejto rozsiahlej prestávky je plánovaná modernizácia, ktorá má za cieľ dramaticky zvýšiť jeho kapacitu a schopnosť odhaľovať skryté tajomstvá vesmíru, medzi ktoré patrí aj temná hmota.
Modernizácia a jej ciele
Projekt modernizácie LHC, nazývaný High Luminosity LHC (HL-LHC), je naplánovaný tak, aby mal začať opäť fungovať v júni 2030. Od činnosti LHC, ktorý bol uvedený do prevádzky v roku 2008, sa vynaloží približne 1,5 miliardy dolárov na zdokonalenie technológie a zvýšenie počtu kolízií, ktoré urýchľovač dokáže dosiahnuť. Hlavným cieľom je zvýšiť množstvo kolízií zo súčasných 140 na 200 na každý stretnutie dvoch zväzkov častíc.
Prínos k vedeckému poznaniu
Podľa vedúceho projektu Markus Zerlautha ide o zásadný krok, ktorý umožní zhromaždiť až 100-krát viac dát než doteraz. Počas prevádzky HL-LHC sa očakáva produkcia približne 380 miliónov Higgsových bozónov, čo je podstatne viac ako 55 miliónov za obdobie od začiatku prevádzky LHC. Tím vedcov verí, že modernizácia urýchľovača prinesie objavy, ktoré posunú hranice našich znalostí o vesmíre.
Technologický pokrok a výzvy
Modernizácia si vyžiada kompletnú výmenu komponentov na dĺžke 1,2 kilometra z celkového 27-kilometrového tunela. Nové supravodivé magnety, ktoré by mali umožniť lepšie sústredenie zväzkov častíc, majú významne prispieť k zvýšeniu frekvencie kolízií. Dôsledkom bude obrovské množstvo dát, ktoré nebude možné archivovať tradičnými metódami, a preto sa na spracovanie týchto dát plánuje využitie umelej inteligencie.
Význam pre budúce výskumy
Hlavnou nádejou vedcov je nielen štúdium Higgsových bozónov, ale aj hľadanie nových, ešte neobjavených častíc. V súčasnosti zistené množstvo bežnej hmoty vo vesmíre predstavuje len 5 %, pričom temná hmota tvorí 27 % a temná energia 68 %. Tieto zložitosti vesmíru predstavujú pre vedcov výnimočnú výzvu, a tak sa modernizácia LHC stáva nielen odpoveďou na existujúce otázky, ale aj východiskovým bodom pre objavovanie ešte neznámeho.
Objavy minulosti a budúcnosť
Objav Higgsovho bozónu v roku 2012 viedol k rozšíreniu našich poznatkov o hmotnosti častíc a bol ocenený Nobelovou cenou pre Peter Higgs a Francois Englert v roku 2013. Modernizovaný LHC má potenciál poskytnúť dôležité informácie o interakciách týchto bozónov a prispieť tak k objasneniu konceptov, ktoré sú kľúčové pre pochopenie fyziky vesmíru.
