Po latach planowania, budowy i testowania, w LHC umiejscowionym 100 metrów pod ziemią w tunelu zataczającym olbrzymie koło od Jeziora Genewskiego aż do podnóża gór francuskiej Jury, uformowano pierwszą wiązkę protonów i przyspieszono ją do niewiarygodnej prędkości równej nieomal prędkości światła.
Protony kolimowane i prowadzone w wysokiej próżni przez 7000 potężnych, nadprzewodnikowych magnesów chłodzonych do temperatury -271 stopni Celsjusza, obiegają 27-kilometrowy obwód akceleratora ponad 11 tysięcy razy w każdej sekundzie. Gdy w końcu zderzą się z protonami biegnącymi z taką samą prędkością w wiązce przeciwbieżnej, wyzwoli się energia jakiej do tej pory nigdy nie uzyskano - energia bilionów elektrowoltów, docelowo sięgająca 14 TeV.
Takich zderzeń będzie ponad 600 milionów na sekundę. Wszystkie z nich nastąpią w czterech precyzyjnie zaplanowanych punktach - w centrum olbrzymich detektorów: ATLAS, CMS, ALICE i LHCb. Zadaniem detektorów będzie rejestrowanie informacji o milionach nowych cząstek elementarnych, kreowanych z wyzwolonej energii. Największy z nich - ATLAS, o niewiarygodnie złożonej budowie ma, bagatela - 25 m średnicy i ponad 40 m długości, najcięższy zaś - CMS waży więcej niż wieża Eiffla.
Czego chcemy się dowiedzieć dzięki LHC? Przede wszystkim chcemy zweryfikować tak zwany Model Standardowy, czyli, ogólnie mówiąc, zespół teorii opisujących budowę świata. Jednym z przewidywań Modelu jest istnienie nieodkrytej jeszcze, dotąd hipotetycznej cząstki Higgsa, odpowiedzialnej za masę materii. Weryfikacja Modelu i nowe granice poznania z pewnością pozwolą na lepsze zrozumienie istoty grawitacji, a być może pozwolą także wyjaśnić czym jest ciemna materia, która zdaje się wypełniać cały Wszechświat.
LHC zbudowany wspólnym wysiłkiem państw europejskich dopiero zaczyna pracę, a tymczasem wiadomo już, że następnym krokiem będzie budowa wielkiego akceleratora liniowego. Czy warto budować takie maszyny? Co przyjdzie nam z odkrycia nowej cząstki?
Nie wyobrażamy sobie nawet odpowiedzi na te pytania, ale - tak samo nie wyobrażał jej sobie Thompson, gdy w 1897 roku odkrył elektron.
Dr Jerzy Jarosz
Autor jest fizykiem, pracuje w Instytucie Fizyki Uniwersytetu Śląskiego, kieruje grupą zajmującą się dydaktyką fizyki i popularyzacją nauki.
Zobacz także:
