Leta 2008 so zunaj Ženeve v Švici fiziki vklopili Veliki hadronski trkalnik (LHC), največji svetovni pospeševalnik delcev in najdražji znanstveni eksperiment, ki je bil kdajkoli zasnovan. Za mnoge so bili stroški in čakanje vredni. Leta 2012 je ogromen stroj zaznal Higgsa Bosona in preveril zadnji večji del Standardnega modela fizike. Toda raziskovalci vedo, da standardni model ni popoln, saj ignorira stvari, kot sta gravitacija in temna snov. Zato se je v petek začela gradnja na večji nadgradnji LHC-ja, poroča Ian Sample v The Guardian, in ko bo dokončan leta 2026, bo močnejši pospeševalnik standardni model preprosto razstrelil na koščke ali vsaj dodal nekaj gube teoriji.
Fizika delcev je ena izmed bolj zapletenih znanosti tam. Večina ljudi s semestrom kemije pod pasom razume, da atome sestavljajo protoni, nevtroni in elektroni. Vendar je še veliko več - protoni in nevtroni so sestavljeni iz kvarkov, ki jih združujejo gluoni, ena od več vrst bozona. Drugi osnovni delci - tisti, za katere raziskovalci ne verjamejo, da jih je mogoče še naprej razdeliti - vključujejo šest okusov leptonov in Higgsov, znanih kot skalarni bozon. Potem je tu na desetine delcev, sestavljenih iz tistih elementarnih delcev, vključno z hadroni, ki so sestavljeni iz kvarkov in gluonov, in mezoni, izdelani iz kvarkov in antikvarkov.
Medtem ko je znanost za delce težavna, je razumevanje, kako znanstveniki najdejo nove delce ali potrjujejo obstoj teoretičnih delcev, enostavno - zdrobijo jih in si ogledajo koščke. V bistvu tako deluje LHC, poroča BBC - raziskovalci streljajo dva snopa delcev drug na drugega okoli skoraj 17 kilometrov dolgega obroča s skoraj hitrostjo svetlobe. Ti žarki, ki jih vodijo močni magneti, se nato križajo, kar povzroči, da se delci med seboj razbijejo in razbijejo v elementarne koščke, ki trajajo le delček sekunde. Zelo občutljivi detektorji poberejo tiste hitre utripe, ki jih sestavlja naše vesolje.
BBC poroča, da se bo nova nadgradnja imenovala LHC z visoko svetilnostjo in bo povečala intenzivnost žarkov delcev, s čimer se bo število trkov povečalo za pet ali 10. Če želite to storiti, poroča CERN, agencija, ki upravlja LHC, dodajajo 130 novih močnih magnetov, ki bodo natančneje nadzirali snop delcev, zato je večja verjetnost, da se bodo delci med seboj razbili. Prav tako premikajo nekaj magnetov in dodajajo superprevodne kable za izboljšanje učinkovitosti LHC. Vse to bo povzročilo pet do desetkrat več trkov, kar pomeni več podatkov za preučevanje in to je navdušilo raziskovalce. "LHC z visoko svetilnostjo je mesto, kjer bomo zbrali večino svojih podatkov, in v tem smislu je faza našega raziskovanja, ki nam omogoča, da izvemo največ o vesolju, " Tara Shears z univerze Liverpool, ki deluje na trkalniku, pove Sample. "Če nam je LHC doslej dal svečo za osvetlitev tistega, kar je bilo prej nevidno, nam bo LHC visoke svetilnosti omogočil, da zasijemo žaromet."
Ryan F. Mandelbaum v Gizmodu poroča, da je treba okrepiti moči. Raziskovalci so upali, da bodo po odkritju Higgsa Bosona leta 2012 začeli odkrivati tudi druge delce, ki bi lahko zapolnili naše znanje kvantnega sveta. Toda te ugotovitve so bile nedostopne. Raziskovalci so odkrili "vonje" novih delcev, ki bi lahko razburjali naše trenutne modele, vendar bi močnejši trkalnik pomagal narediti trdnejše zaznave. Mandelbaum tudi pravi, da bi lahko našel nove delce, ki pomagajo razložiti temno snov, dokazati obstoj novih dimenzij in raziskati druge globoke skrivnosti v fiziki.
"Če se anomalije, ki jih trenutno vidimo v LHC, pokažejo v naslednjih nekaj letih, kar bodo morda tudi naredili, bomo gledali z visoko svetilnostjo - LHC je fizika, na kateri temeljijo ta odkritja, " Val Gibson, profesor fizike v Cambridgeu, ki dela na trkalniku, pravi Sample. "To bi obrnilo standardni model na glavo. Bilo bi popolnoma prelomno. "
Mandelbaum poroča, da je za povečanje moči potreben tudi povečanje moči. Čeprav so ga odkrili, raziskovalci niso videli dovolj delca, da bi ga poglobljeno preučili. Pri trenutni stopnji bi potrebovali sto let ali več LHC, da bi zbrali vse podatke o Higgsovem bozonu. Z nadgradnjo bo potreboval približno deset. "LHC je zdaj igra s številkami: potrebujemo čim več podatkov. Če želite preučiti Higgsov bozon po njegovem odkritju leta 2012, pa tudi zato, ker je do zdaj že jasno, da bi lahko bili kateri koli novi delci redki, "mu pravi fizik Freya Blekman z belgijskega Vrije Universiteit Brussel. "Zato potrebujemo množico podatkov."
Nadgradnja stroja pomeni, da bo brez povezave dve leti, od leta 2019 naprej, med letoma 2024 in 2026. Celotna nadgradnja naj bi stala približno 955 milijonov dolarjev. Če pa je zgodovina katera lekcija, lahko traja dlje in stane več, kot je bilo pričakovano. LHC so se spopadale s prekoračitvijo stroškov in tehničnimi težavami, vključno z nekaj samomorilnimi lasicami in golobom, ki jih je baguet prižgal, in vsak je stroj nekaj tednov vzel brez povezave.
