Znajdź zawartość

Dzisiaj, po trzech latach przerwy, Wielki Zderzacz Hadronów (LHC) ponownie podejmuje badania naukowe. Największy na świecie akcelerator cząstek będzie zderzał protony przy rekordowo wysokiej energii wynoszącej 13,6 teraelektronowoltów (TeV). To trzecia kampania naukowa od czasu uruchomienia LHC. Przez trzy ostatnie lata akcelerator był wyłączony. Trwały w nim prace konserwatorskie i rozbudowywano jego możliwości. Od kwietnia w akceleratorze znowu krążą strumienie cząstek, a naukowcy przez ostatnich kilka tygodni sprawdzali i dostrajali sprzęt. Teraz uznali, że wszystko działa, jak należy, uzyskano stabilne strumienie i uznali, że LHC może rozpocząć badania naukowe. W ramach rozpoczynającej się właśnie trzeciej kampanii naukowej LHC będzie pracował bez przerwy przez cztery lata. Rekordowo wysoka energia strumieni cząstek pozwoli na uzyskanie bardziej precyzyjnych danych i daje szanse na dokonanie nowych odkryć. Szerokość wiązek protonów w miejscu ich kolizji będzie mniejsza niż 10 mikrometrów, co zwiększy liczbę zderzeń, mówi dyrektor akceleratorów i technologii w CERN, Mike Lamont. Uczony przypomina, że gdy podczas 1. kampanii naukowej odkryto bozon Higgsa, LHC pracował przy 12 odwrotnych femtobarnach. Teraz naukowcy chcą osiągnąć 280 odwrotnych femtobarnów. Odwrotny femtobarn to miara liczby zderzeń cząstek, odpowiadająca około 100 bilionom zderzeń proton-proton. W czasie przestoju wszystkie cztery główne urządzenia LHC poddano gruntowym remontom oraz udoskonaleniom ich systemów rejestracji i gromadzeniach danych. Dzięki temu mogą obecnie zebrać więcej informacji o wyższej jakości. Dzięki temu ATLAS i CMS powinny zarejestrować w obecnej kampanii więcej kolizji niż podczas dwóch poprzednich kampanii łącznie. Całkowicie przebudowany LHCb będzie zbierał dane 10-krotnie szybciej niż wcześniej, a możliwości gromadzenia danych przez ALICE zwiększono aż 55-krotnie. Dzięki tym wszystkim udoskonaleniom można będzie zwiększyć zakres badań prowadzonych za pomocą LHC. Naukowcy będą mogli badać bozon Higgsa z niedostępną wcześniej precyzją, mogą zaobserwować procesy, których wcześniej nie obserwowano, poprawią precyzję pomiarów wielu procesów, które mają fundamentalne znaczenie dla zrozumienia fizyki, asymetrii materii i antymaterii. Można będzie badać właściwości materii w ekstremalnych warunkach temperatury i gęstości, eksperci zyskają nowe możliwości poszukiwania ciemnej materii. Fizycy z niecierpliwością czekają na rozpoczęcie badań nad różnicami pomiędzy elektronami a mionami. Z kolei program zderzeń ciężkich jonów pozwoli na precyzyjne badanie plazmy kwarkowo-gluonowej, stanu materii, który istniał przez pierwszych 10 mikrosekund po Wielkim Wybuchu. Będziemy mogli przejść z obserwacji interesujących właściwości plazmy kwarkowo-gluonowej do fazy precyzyjnego opisu tych właściwości i powiązania ich z dynamiką ich części składowych, mówi Luciano Musa, rzecznik prasowy eksperymentu ALICE. Udoskonalono nie tylko cztery zasadnicze elementy LHC. Również mniejsze eksperymenty – TOTEM, LHCf, MoEDAL czy niedawno zainstalowane FASER i SND@LHC – pozwolą na badanie zjawisk opisywanych przez Model Standardowy oraz wykraczających poza niego, takich jak monopole magnetyczne, neutrina czy promieniowanie kosmiczne. « powrót do artykułu

Część fizyków uważa, że w Wielkim Zderzaczu Hadronów (LHC) powstają długo żyjące cząstki, które dotychczas nie zostały wykryte. W przyszłym tygodniu w CERN odbędzie się spotkanie, na którym zostaną omówione metody zarejestrowania tych cząstek. W 2012 roku LHC zarejestrował obecność bozonu Higgsa, ostatniej nieuchwyconej wcześniej cząstki przewidywanej przez Model Standardowy. Jednak od tamtej pory nie znaleziono niczego nowego czy niespodziewanego. Niczego, co wykracałowy poza Model Standardowy. Nie odkryliśmy nowej fizyki, nie potwierdziliśmy założeń, z jakimi rozpoczynaliśmy prace. Może należy zmienić te założenia, mówi Juliette Alimena z Ohio State University, która pracuje przy CMS (Compact Muon Solenoid), jednym z dwóch głównych detektorów cząstek w LHC. Pomimo tego, że w LHC zainwestowano miliardy dolarów, to urządzenia pracuje tak, jak pracowały akceleratory przed kilkudziesięcioma laty. Fizycy od dekad zderzają ze sobą protony lub elektrony, zwiększają ich energie, by w procesie tym uzyskać nowe ciężkie cząstki i obserwować, jak w ciągu biliardowych części sekundy rozpadają się na lżejsze, znane nam cząstki. Te lżejsze są wykrywane i na podstawie ich charakterystyk wiemy, z jakich cięższych cząstek pochodzą. Tak właśnie działa i CMS i drugi z głównych wykrywaczy LHC – ATLAS (A Toroidal LHC Apparatus). Jednak długo żyjące ciężkie cząstki mogą umykać uwadze detektorów. Przypuszczenie takie nie jest nowe. Niemal wszystkie teorie wykraczające poza standardowe modele fizyczne przewidują istnienie długo żyjących cząstek, mówi Giovanna Cottin, fizyk-teoretyk z Narodowego Uniwersytetu Tajwańskiego. Na przykład teoria supersymetrii mówi, że każda z cząstek Modelu Standardowego ma cięższego partnera. Istnieją teorie mówiące też o istnieniu np. ciemnych fotonów i innych „ciemnych” cząstek. Dotychczas niczego takiego nie udało się zaobserwować. LHC nie został zaprojektowany do poszukiwania cząstek wykraczających poza Model Standardowy. CMS i ATLAS skonstruowano tak, by wykrywały cząstki ulegające natychmiastowemu rozpadowi. Każdy z nich zawiera warstwowo ułożone podsystemy rejestrujące produkty rozpadu cząstek. Wszystkie one ułożone są wokół centralnego punktu, w którym dochodzi do zderzenia. Jednak problem w tym, że jeśli w wyniku zderzenia powstanie cząstka, która będzie żyła tak długo, iż przed rozpadem zdoła przebyć chociaż kilka milimetrów, to pozostawi ona po sobie nieoczywiste sygnały, smugi, zaburzone trasy ruchu. Oprogramowanie służące do analiz wyników z detektorów odrzuca takie dane, traktując je jak zakłócenia, artefakty. To problem, bo my tak zaprojektowaliśmy eksperymenty, a programiści tak napisali oprogramowanie, że po prostu odfiltrowuje ono takie rzeczy, mówi Tova Holmes z University of Chicago, która w wykrywaczu ATLAS poszukuje takich zaburzeń. Holmes i jej koledzy wiedzą, że muszą zmienić oprogramowanie. Jednak to nie wystarczy. W pierwszym rzędzie należy upewnić się, że wykrywacze w ogóle będą rejestrowały takie dane. Jako, że w w LHC w ciągu sekundy dochodzi do 400 milionów zderzeń protonów, w samym sprzęcie zastosowano mechanizmy chroniące przed przeładowaniem danymi. Już na poziomie sprzętowym dochodzi do odsiewania zderzeń i podejmowania decyzji, które są interesujące, a które należy odrzucić. W ten sposób do dalszej analizy kierowane są dane z 1 na 2000 zderzeń. To zaś oznacza, że możemy mieć do czynienia z utratą olbrzymiej ilości interesujących danych. Dlatego też część naukowców chciałaby przyjrzeć się kalorymetrowi CMS, do którego mogą docierać długo żyjące ciężkie cząstki. Chcieliby zastosować mechanizm, który od czasu do czasu będzie odczytywał pełne wyniki wszystkich zderzeń. Szukanie ciężkich cząstek nigdy nie było łatwe, chociażby dlatego, że naukowcy mieli różne pomysły na to, jak je zarejestrować. To zawsze było tak, że pracowały nad tym pojedyncze osoby. A każdy z nich sam dla siebie stanowił grupę wsparcia, przyznaje James Beacham z Ohio State University. Teraz zainteresowani połączyli siły i w marcu ukazało się 301-stronicowe opracowanie autorstwa 182 naukowców, w którym zaproponowano metody optymalizacji poszukiwań ciężkich cząstek. Niektórzy z nich proponują, by w najbliższej kampanii, planowanej na lata 2012–2023 częściej zbierano kompletne dane ze wszystkich zderzeń. Niewykluczone, że to ostatnia szansa na zastosowanie tej techniki, gdyż później intensywność generowanych wiązek zostanie zwiększona i zbieranie wszystkich danych stanie się trudniejsze. Inni chcą zbudowania kilku nowych detektorów wyspecjalizowanych w poszukiwaniu ciężkich cząstek. Jonathan Feng, fizyk-teoretyk z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Irvine, wraz z kolegami uzyskali nawet od CERN zgodę na zbudowanie Forward Search Experiment (FASER). To niewielki detektor, który ma zostać umieszczony w tunelu serwisowym w odległości 480 metrów w dół wiązki od ATLAS-a. Naukowcy zebrali już nawet 2 miliony dolarów od prywatnych sponsorów i dostali potrzebne podzespoły. FASER ma poszukiwać lekkich cząstek, takich jak ciemne fotony, które mogą być wyrzucane z ATLAS-a, przenikać przez skały i rozpadać się w pary elektron-pozyton. Jeszcze inna propozycja zakłada wykorzystanie pustej komory znajdującej się za niewielkim wykrywaczem LHCb. Umieszczony tam Compact Detector for Exotics at LHCb miałby poszukiwać długo żyjących cząstek, szczególnie tych pochodzących z rozpadu bozonu Higgsa. Jednak najbardziej ambitną propozycją jest budowa detektora o nazwie MATHULSLA. Miałby to być wielki pusty budynek wzniesiony na powierzchni nad detektorem CMS. W jego dachu miałyby zostać umieszczone czujniki, które rejestrowałyby dżety pochodzące z rozpadu długo żyjących cząstek powstających 70 metrów poniżej, wyjaśnia David Curtin z Uniwersytetu w Toronto, jeden z pomysłodawców wykrywacza. Uczony jest optymistą i uważa, że detektor nie powinien kosztować więcej niż 100 milionów euro. Po nocach śni nam się koszmar, w którym Jan Teoretyk powie nam za 20 lat, że niczego nie odkryliśmy bo nie rejestrowaliśmy odpowiednich wydarzeń i nie prowadziliśmy właściwych badań, mówi Beacham, który pracuje przy wykrywaczu ATLAS. « powrót do artykułu

Przed czterema miesiącami zamknięto Tevatron, niezwykle zasłużony dla nauki akcelerator cząstek z amerykańskiego Fermilab. Jednak prowadzone w nim w przeszłości prace ciągle umożliwiają dokonywanie kolejnych odkryć. Akcelerator dostarczył olbrzymiej ilości danych, których analiza i interpretacja ciągle nie zostały zakończone. Podczas konferencji we Włoszech poinformowano, że dane z Tevatronu wskazują, iż podczas zderzeń protonów z antyprotonami pojawiały się liczne sygnały, których źródłem może być bozon Higgsa o masie pomiędzy 117-131 GeV. Statystyczne prawdopodobieństwo wynosi 2,6 sigma, co oznacza, że istnieje 0,5% szansy, iż sygnały są przypadkowe. Jest więc ono zbyt niskie, by jednoznacznie rozstrzygnąć o istnieniu bozonu w tym przedziale, jednak znaczenie odkrycia polega na tym, iż potwierdza ono obserwacje dokonane w Wielkim Zderzaczu Hadronów. Wynika z nich, że Boska Cząstka, o ile istnieje, może mieć masę około 125 gigaelektronowoltów. Dane z Tevatronu są tym cenniejsze, iż akcelerator pracował w inny sposób niż LHC i obserwował inne rodzaje rozpadu cząstek, zatem można stwierdzić, że podobne wyniki uzyskano różnymi metodami. Ponadto LHC uzyskało swoje wyniki z 5 odwrotnych femtobarnów, ale przy energii 7 teraelektronowoltów. Ilość danych z Tevatrona to 10 odwrotnych femtobarnów uzyskanych przy energii 2 TeV. W bieżącym roku, jak informowaliśmy, LHC będzie pracował z energią 8 TeV. To powinno pozwolić na uzyskanie danych o statystycznym prawdopodobieństwie wynoszącym 5 sigma. To wystarczy, by ogłosić odkrycie bozonu Higgsa. O ile, oczywiście, on istnieje.

CERN poinformował, że w bieżącym roku energia strumieni cząstek w Wielkim Zderzaczu Hadronów (LHC) zostanie zwiększona do 4 teraelektronowoltów (TeV). Będzie zatem o 0,5 TeV większa niż w latach 2010-2011. Ma to pomóc w zebraniu jak największej ilości danych przed wyłączeniem akceleratora na dłuższy czas. Cele, które naukowcy chcą osiągnąć w bieżącym roku to uzyskanie 15 odwrotnych femtobarnów w eksperymentach ATLAS i CMS. Odwrotny femtobarn oznacza liczbę interakcji cząsteczek na 1 femtobarn. Naukowcy mają zatem zamiar aż trzykrotnie zwiększyć ilość pozyskanych danych. Jeden odwrotny femtobarn to w praktyce około 70 bilionów zderzeń. Gdy rozpoczynaliśmy w 2010 roku prace z LHC zdecydowaliśmy się na pracę z wiązkami o najniższej bezpiecznej energii. Dwa lata pracy z wiązkami i wiele pomiarów wykonanych w 2011 roku upewniło nas, że możemy bezpiecznie podnieść poprzeczkę i rozpocząć bardziej ambitne eksperymenty, zanim na długi czas zamkniemy LHC - mówi Steve Myers dyrektor CERN ds. akceleratorów i technologii. Pod koniec bieżącego roku LHC zostanie zamknięty na około 20 miesięcy. Podczas tej przerwy Wielki Zderzacz Hadronów będzie przystosowywany do pracy z maksymalną przewidzianą mocą - 7 TeV na wiązkę. Urządzenie zostanie ponownie uruchomione pod koniec 2014 roku, a pełną moc osiągnie w roku 2015.

Podczas dzisiejszej konferencji prasowej naukowcy pracujący przy eksperymentach ATLAS i CMS Wielkiego Zderzacza Hadronów (LHC) poinformowali o stanie poszukiwań bozonu Higgsa. Z analizy danych uzyskanych przez ATLAS wynika, że masa Boskiej Cząstki - o ile w ogóle ona istnieje - znajduje się w przedziale 116-130 gigaelektronowoltów (GeV). Dane CMS wskazują na przedział 115-127 GeV. To bardzo wysoka zgodność, ale jeszcze zbyt mała by stwierdzić, że bozon Higgsa został odkryty. Poprzednia konferencja na temat poszukiwania bozonu, podczas której informowano o zakresie 114-145 GeV, odbyła się przed dwoma miesiącami. Bozon, o ile w ogóle istnieje, rozpada się niezwykle szybko. Naukowcy szukają właściwie nie samego bozonu, co śladów po jego rozpadzie. Dotychczas badano różne zakresy masy i różne rodzaje rozpadu. Wszystkie wykluczono i do sprawdzenia pozostał jeszcze dość wąski zakres energii. W przedziale 124-126 GeV zauważono bardzo interesujące sygnatury, które mogą świadczyć o istnieniu bozonu Higgsa. Wciąż jednak dysponujemy zbyt małą ilością danych, by ostatecznie potwierdzić jego znalezienie, bądź orzec, że Boska Cząstka nie istnieje. Obecnie Wielki Zderzacz Hadronów, który szczegółowo opisaliśmy we wcześniejszym artykule, nie pracuje. Zgodnie z planem jest on wyłączany w okresie zimowym. To jednak nie oznacza, że nie pracują też naukowcy. Przez najbliższe miesiące będą oni dokonywali kolejnych analiz uzyskanych danych. W marcu będzie miała miejsce kolejna konferencja dotycząca bozonu Higgsa. Na ostateczne potwierdzenie jego istnienia będziemy musieli poczekać do przyszłego roku. Istnienie bozonu Higgsa jest postulowane przez Model Standardowy, który stwierdza, że znane nam cząstki - kwarki i leptony - posiadają masę dzięki oddziaływaniu z polem Higgsa, którego nośnikami są właśnie bozony Higgsa.

Tevatron, najbardziej zasłużony dla nauki akcelerator cząstek, przechodzi na emeryturę. Dzisiaj o godzinie 14 czasu miejscowego (godzina 21 czasu polskiego) Pier Oddone, dyrektor Fermilab, które zarządza Tevatronem, wyda polecenie wyłączenia akceleratora na zawsze. Zatrzymane zostaną dwie wiązki, pomiędzy którymi od 1985 roku zachodziły kolizje, umożliwiające fizykom badanie świata subatomowego. Znaczenie amerykańskiego akceleratora dla nauki trudno jest przecenić. To dzięki niemu odkryto 3 z 17 znanych cząstek elementarnych. To Tevatron był podstawowym narzędziem pracy dwóch pokoleń fizyków. Największym sukcesem w historii akceleratora było odkrycie w 1995 roku kwarka wysokiego, ostatniego z brakujących budulców materii. Decyzję o powstaniu Tevatronu podjęto w latach 70. ubiegłego wieku. Urządzenia, które powstały na jego potrzeby, takie jak nadprzewodzące magnesy, pozwoliły na pojawienie się szpitalnych maszyn do rezonansu magnetycznego. Dzięki Tevatronowi istnieje też Wielki Zderzacz Hadronów (LHC), gdyż zastosowano w nim te same technologie. Nie ma mowy o tym, by LHC mógł powstać bez Tevatronu - mówi fizyk Christopher Quigg, który w Fermilab pracuje od 1974 roku. Tevatron ma olbrzymie zasługi, ale zdaniem wielu uczonych, mógłby dokonać jeszcze więcej. Najnowsze badania wykazały, że bozon Higgsa, którego znalezienie jest jednym z głównych zadań LHC, jest w zasięgu Tevatronu. Między innymi dlatego grupa wpływowych fizyków apelowała do Departamentu Energii, do którego należy Fermilab, by akcelerator mógł pracować do roku 2014. Urzędnicy stwierdzili jednak, że utrzymanie Tevatronu pochłania zbyt dużo pieniędzy - 25 milionów dolarów rocznie - i lepiej jest przeznaczyć te fundusze na dwa nowe eksperymenty w Fermilab. Ponadto, jak zauważył dyrektor Biura Nauki Departamentu Energii, LHC ma większe możliwości niż Tevatron. W związku z zamknięciem Tevatronu z pracy w Fermilab odeszły 42 osoby, jednak reszta z 1800 pracowników pozostaje. Wyłączenie akceleratora oznacza też, że teraz to Amerykanie będą jeździli do Europy, by korzystać z LHC. Przez dwa dziesięciolecia podróże naukowców odbywały się w przeciwną stronę. Od 1985 roku z Tevatronu skorzystało 6361 fizyków, z czego 1684 było obywatelami USA. Przez najbliższe lata to LHC będzie dla fizyki tym, czym był Tevatron. Amerykańscy naukowcy mieli nadzieję, że w USA powstanie następca akceleratora z Fermilab. Zostały one zniweczone w 1993 roku, gdy Kongres nie zgodził się na dalsze finansowanie prac nad Superconducting Super Collider. Wcześniej zdążono nań wydać 2 miliardy dolarów i wydrążono 22,5 kilometra tuneli. Całkowita długość SSC miała wynosić 87 kilometrów. Obecnie USA nie mają żadnych planów dotyczących ewentualnej budowy własnego akceleratora. Niewykluczone zresztą, że tak wyjątkowy projekt jak Tevatron - duży akcelerator zbudowany przez pojedyncze państwo - nigdy nie powstanie. W dawnych czasach Stany samodzielnie zbudowały Tevatron. Ale budowa następnej takiej maszyny będzie wyglądała inaczej. Będziemy potrzebowali pomocy innych - powiedział doktor Rob Roser, dyrektor jednego z dwóch detektorów Tevatronu. Jednak w najbliższej perspektywie Roser nie widzi możliwości powstania w USA akceleratora. Na przeszkodzie stoją dwa czynniki. Po pierwsze budżety na naukę są układane z roku na rok, trudno zatem byłoby przekonać Kongres do podjęcia decyzji o finansowaniu urządzenia, którego budowa potrwałaby wiele lat i które trzeba by utrzymywać przez kolejne dziesięciolecia. Ponadto w ciągu ostatniej dekady USA wprowadziły liczne ograniczenia w podróżowaniu, co utrudniłoby wizyty naukowców z zagranicy. A to z kolei utrudni przekonanie innych rządów do partycypowania w budowie akceleratora. Dlatego przez wiele najbliższych lat to Amerykanie będą podróżowali do Europy, by pracować na LHC, którego powstanie amerykański rząd dofinansował kwotą 531 milionów dolarów. Dyrektor Oddone nie wyklucza, że tunele Tevatronu zostaną zamienione w ogólnodostępne muzeum.

Bozon Higgsa ma już coraz mniej miejsc, w których może się ukryć. Dwa zespoły badaczy pracujące w ramach eksperymentów CMS i Atlas na Wielkim Zderzaczu Hadronów wyeliminowały około 95% procent zakresu masy, w którym może występować Boska Cząsteczka. Higgs, jeśli istnieje, znajduje się pomiędzy 114 a 145 gigaelektronowoltów - powiedział podczas konferencji Lepton-Proton profesor Vivek Sharma z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego. Naukowiec jest odpowiedzialny za prace prowadzone w ramach CMS. Naukowcy już przed kilkoma tygodniami zaobserwowali pewne sygnały, które mogą świadczyć o znalezieniu bozonu Higgsa, jednak wciąż dysponują zbyt małą ilością danych, by mieć pewność, że odkryli to, czego szukali. Wchodzimy w bardzo ekscytującą fazę poszukiwań bozonu Higgsa. Jeśli istnieje on w zakresie 114-145 GeV, to wkrótce powinniśmy zacząć otrzymywać statystycznie znaczący nadmiar sygnałów w porównaniu z sygnałami tła. A jeśli ich nie otrzymamy, to należy całkowicie wykluczyć ten zakres masy. Tak czy inaczej idziemy w kierunku wielkiego odkrycia, które prawdopodobnie nastąpi przed końcem bieżącego roku - mówi Sharma.

Czy liczba wymiarów, w których żyjemy, zawsze była taka sama? Fizyk Dejan Stojkovic wraz z kolegami z uniwersytetu w Buffalo zaproponowali nową, ciekawą wizję młodego wszechświata. Naukowcy zasugerowali że w pierwszych chwilach trwania wszechświat posiadał tylko jeden wymiar - istniał jako linia ciągła. Dopiero podczas dalszej ekspansji pojawiały się kolejne wymiary - linia przekształciła się w płaszczyznę, dalej w trójwymiarową przestrzeń i ostatecznie w czasoprzestrzeń. Co ciekawe, jest możliwe, że w przyszłości w wyniku ekspansji nasz wszechświat uzyska kolejne, dodatkowe wymiary. Okazuje się, że proponowana hipoteza wyjaśniłaby kilka ważnych kwestii związanych z fizyką cząstek elementarnych z którymi naukowcy nie potrafili sobie poradzić. Wśród nich są: niezgodności pomiędzy mechaniką kwantową a ogólną teorią względności, obserwowalne przyspieszanie rozszerzania wszechświata oraz konieczności zawyżenia masy hipotetycznego bozonu Higgsa. Wszystkie te niejasności znikają kiedy zredukujemy liczbę wymiarów w młodym wszechświecie. W nowym wydaniu Physical Review Letters Stojkovic i Jonas Mureika przedstawiają doświadczenie które mogłoby potwierdzić wysunięta przez Stojkovica hipotezę "znikających wymiarów". Fale grawitacyjne, podobnie jak światło, potrzebują czasu aby dotrzeć do Ziemi. Obserwując te fale de facto oglądamy historię wszechświata. Im dalej spoglądamy tym starszą widzimy jego historię. Ponieważ fale grawitacyjne nie mogą istnieć w jedno- ani dwuwymiarowej przestrzeni, obserwacje najbardziej odległych rejonów wszechświata powinny udowodnić ich nieobecność w pierwszych chwilach po Wielkim Wybuchu. Szansą na potwierdzenie tej hipotezy jest uruchomienie projektu LISA (Laser Interferometer Space Antenna). Niestety rozpoczęcie obserwacji planowane jest nie wcześniej niż w roku 2018 Jednak już teraz przeprowadzono pewne eksperymenty wskazujące na istnienie przestrzeni o mniejszej ilości wymiarów. Naukowcy zaobserwowali że strumienie promieniowania kosmicznego o energii przekraczającej 1 TeV (wartości porównywalnej do wartości energii w początkowym wszechświecie) ulegają rozproszeniu jakby znajdowały się w płaszczyźnie dwuwymiarowej. Również prace fizyków z Wielkiego Zderzacza Hadronów (Large Hadron Collider), poszukujących bozonu Higgsa mogą przyczynić się do potwierdzenia hipotezy "znikających wymiarów". W zderzeniach obserwuje się tam cząstki biegnące w przeciwnych kierunkach. To zagadkowe zjawisko nie zostało do tej pory wyjaśnione. Pisaliśmy o tym wcześniej.

Uruchamiając Wielki Zderzacz Hadronów (Large Hadron Collider) w europejskim laboratorium CERN uczeni mieli głęboką nadzieję na nowe odkrycia. Doczekali się takiego wcześniej niż sądzili, zanim aparatura doszła do połowy zaplanowanej mocy. Wyniki zderzeń protonów z aparatu CMS dały zaskakujące wyniki, które naukowców wprawiły w takie zmieszanie, że pół-żartem mówią: te cząsteczki są w zmowie. Od kilku miesięcy przeprowadzane są kolizje proton - proton z najwyższymi dotąd używanymi energiami. Zderzające się z siłą siedmiu TeV (teraelektronowoltów) cząsteczki rozpryskują się na mniejsze cząsteczki, każde zderzenie pojedynczych protonów daje w efekcie ponad setkę różnych cząsteczek elementarnych, których pojawienie się i ucieczkę w losowych kierunkach rejestruje detektor CMS. Kiedy w połowie września Gunther Roland (z amerykańskiego MIT) oraz Guido Tonelli (University of Pisa i National Institute of Nuclear Physics we Włoszech) przeanalizowali dane z 350 tysięcy zderzeń, jakie przeprowadzono od marca do sierpnia odkryli, że część z rejestrowanych cząsteczek nie zachowuje się tak, jak powinna. Zamiast po pojawieniu się umykać w losowym kierunku, łączą się w pary („parują się"), biegnąc w dokładnie przeciwnych kierunkach. Zupełnie, jakby się umawiały - jak określili to badacze - i pozostawały w jakimś związku pomimo że osiągają prędkość bliską prędkości światła. Mimo że dotyczy to tylko kilku procent cząsteczek, odkrycie nie pasuje do istniejącego obrazu fizyki kwantowej. Przez jakiś czas szukano błędów w metodologii eksperymentów, które pozwoliłyby wyjaśnić anomalię w prosty sposób. Nie znaleziono takich, trzeba zatem stworzyć nowe hipotezy. Tonelli i Roland są pewni, że rozwiązania trzeba szukać na gruncie chromodynamiki kwantowej, czyli dziedziny fizyki zajmującej się potężnymi siłami działającymi w cząsteczkach subatomowych. Nie wiadomo jednak, jaki element chromodynamiki mógłby wyjaśnić ten fenomen. Próby wyjaśnienia anomalii podjął się teoretyk Larry McLerran (pracownik amerykańskiego Brookhaven National Laboratory w Upton). Uważa on, że przy odpowiednio olbrzymiej prędkości i energii zderzanych nukleonów wytwarza się nowy, ultragęsty stan materii, nazywany kondensatem kolorowego szkła (color glass condensate). „Kolorowego", ponieważ odnosi się do cząsteczek takich jak kwarki i gluony, których ładunki nazywa się kolorami. Zjawiskom w kondensacie kolorowego szkła towarzyszy ekstremalnie silne pole kolorowe - które można porównać do znanego nam pola elektrycznego lub magnetycznego. Podobnie jak rozpryskujące się w polu magnetycznym opiłki żelaza będą podążać wzdłuż linii pola, cząsteczki elementarne w detektorze CMS poruszają się wzdłuż linii pola kolorowego. Podobne wyjaśnienie McLerran proponował wcześniej dla zjawiska parowania się cząsteczej podczas zderzeń ciężkich jonów w aparaturze Relativistic Heavy Ion Collider w amerykańskim narodowym laboratorium w Brookhaven. Badania będą trwać, oczekuje się, że wraz ze zwiększaniem energii zderzeń zjawisko „zmowy cząsteczek", czyli łączenia się w pary będzie występować coraz częściej.

Wielki Zderzacz Hadronów kończy dzisiaj badania z użyciem protonów i przechodzi do drugiego etapu prac, podczas którego przyspieszane będą jony ołowiu. Uczonym udało się zrealizować wszystkie zadania, które miały zostać wykonane od końca marca, kiedy to uzyskano energię 7 TeV. Głównym z nich było osiągnięcie jasności, czyli częstotliwości zderzeń, rzędu 1032 na centymetr kwadratowy na sekundę. Taką jasność uzyskano 13 października, na dwa tygodnie przed początkiem drugiej fazy. Wśród uzyskanych w międzyczasie danych warto wymienić takie, które potwierdzają niektóre założenia Modelu Standardowego czy zaobserwowanie po raz pierwszy kwarka górnego powstałego w wyniku kolizji dwóch protonów. Wkrótce LHC zacznie przyspieszać jony ołowiu. Jednym z głównych zadań nowej fazy eksperymentu jest doprowadzenie do powstania plazmy kwarkowo-gluonowej i jej zbadanie. Ten rodzaj materii istniał kilka mikrosekund po Wielkim Wybuchu i z niej powstała ta materia, z którą mamy obecnie do czynienia. Badania takie pozwolą z kolei na zdobycie wielu informacji na temat oddziaływań silnych, które wiążą kwarki w protony i neutrony. Zderzenia ciężkich jonów będą wyjątkową okazją do zbadania bardzo gorącej, gęstej materii - mówi Jurgen Schukraft, rzecznik prasowy eksperymentu ALICE. LHC będzie pracował z jonami ołowiu do 6 grudnia. Następnie zostanie zatrzymany - Zderzacz ma nie pracować w zimie ze względu na swoje olbrzymie zapotrzebowanie na energię - i ponownie ruszy w lutym. Wówczas powróci do eksperymentów z protonami.

Wielki Zderzacz Hadronów (LHC) jeszcze nie osiągnął pełni mocy, a uczeni już planują budowę nowego - jeszcze droższego - akceleratora cząstek. Międzynarodowy Zderzacz Liniowy (International Linear Collider - ILC) miałby kosztować 12 miliardów USD, czyli o 3 miliardy więcej niż LHC. Długość jego tunelu ma wynieść 31 kilometrów (LHC - 27 km) i ma w nim dochodzić do 14 000 zderzeń elektronów i pozytronów w ciągu sekundy. Energia cząstek to 500 GeV (z możliwością rozbudowy do 1 TeV), czyli ma być 14-krotnie niższa niż maksymalna energia LHC. ILC, o ile powstanie, będzie najpotężniejszym akceleratorem liniowym. Obecnie tytuł ten należy do Stanford Linear Accelerator, który rozpędza cząstki do energii 50 GeV w tunelu o długości ponad 3 kilometrów. Nowy akcelerator będzie uzupełniał LHC. Ma korzystać z elektronów i pozytronów, które są znacznie lżejsze od używanych w LHC protonów. Akceleratory liniowe mają tę przewagę nad akceleratorami kołowymi, że pozwalają na bardziej precyzyjne pomiary, a więc można w nich używać mniejszych cząstek. W akceleratorach kołowych cząstki nie są tracone - te, które nie ulegną zderzeniu, krążą w tunelu. Jednak promieniowane synchrotronu powoduje, że pomiary są mniej precyzyjne. Z kolei w akceleratorach liniowych cząstki można wystrzelić precyzyjnie, z dużą energią i wykonać dokładne pomiary. Jednak te, które nie ulegną zderzeniu - przepadają. ILC nie jest jedynym planowanym akceleratorem liniowym. CERN proponuje budowę Kompaktowego Akceleratora Liniowego (Compact Linear Collider - CLIC). Ma on być znacznie krótszy od ILC, ale rozpędzać cząstki do 3 TeV z możliwością rozbudowy do 5 TeV. W chwili obecnej nie potrafimy jednak wytworzyć i bezpiecznie używać pól magnetycznych na tyle potężnych, by na krótkim odcinku zapewniły takie przyspieszenie. Na razie nie wiadomo, który z projektów - ILC czy CLIC - zostanie wybrany i zrealizowany. CERN ma jednak nadzieję, że uda się uniknąć takich problemów, jakich doświadczył LHC, na którego przestoje wydano dotychczas 40 milionów USD. Budowa nowych akceleratorów oznacza olbrzymie wydatki, ale może przynieść też spore korzyści. Niewykluczone, że przy okazji prac nad tego typu urządzeniem zostanie opracowana kolejna generacja maszyn do tomografii pozytronowej czy technologia umożliwiająca wykorzystanie promieni X lub promieniowania kosmicznego do sprawdzania zawartości kontenerów towarowych. Wiadomo, że USA sfinansują 10 do 20 procent przyszłego akceleratora. Resztę kosztów poniosą Japonia, Chiny, Rosja, Indie i kraje Unii Europejskiej. Nie wiadomo też, gdzie powstanie wybrany akcelerator. ILC chętnie widziałoby u siebie Fermilab (USA), ale zainteresowane są też Japonia, Niemcy, Rosja i Szwajcaria. Do końca 2012 roku ma być gotowy projekt ILC. Jeśli zapadnie decyzja o jego budowie, akcelerator mógłby zostać ukończony do roku 2020.

Pitagoras wierzył, że Wszechświat oparty jest na tej samej harmonii, co muzyka, a niebiańskie sfery grają nieustannie symfonię. Po tysiącach lat musimy mu oddać honor: fizycy pracujący w Wielkim Zderzaczu Hadronów wykorzystali go do... tworzenia muzyki z cząstek elementarnych. Wielki Zderzacz Hadronów (Large Hadron Collider, LHC) to jeden z największych eksperymentów w historii nauki. Olbrzymi cyklotron umieszczony w ośrodku CERN na granicy Francji i Szwajcarii ma na celu odkrycie nowych cząstek elementarnych, których istnienie przewidziano teoretycznie, a których nikt jeszcze nie zaobserwował. Rozpędzane do wielkich prędkości wiązki protonów zderzają się w kolistym, dwudziestosiedmiokilometrowym tunelu i rozpadają na mniejsze elementy, które z kolei rejestrowane są przez superczułą aparaturę. Dane z rejestratorów gromadzone są do dalszej analizy. Doktor Lily Asquith przetworzyła takie dane w zapis nutowy i muzykę. Cząsteczki o różnej energii, rejestrowane przez kolejne sekcje aparatu ATLAS, odpowiadają kolejnym nutom. Wykorzystano też symulację komputerową, żeby stworzyć dźwięk, jaki prawdopodobnie będzie wydawać poszukiwany bozon Higgsa - najbardziej poszukiwana cząsteczka elementarna. Wszystkie skomponowane w ten sposób utwory można znaleźć na stronie projektu, posłuchać, ściągnąć, poczytać o ich znaczeniu, a także dowolnie wykorzystać: wszystkie są dostępne na licencji Creative Commons. Są też zapisy nutowe. Sama „kosmiczna muzyka" brzmi dość awangardowo, ale przyjemnie dla ucha. Nadaje się na przykład doskonale do zilustrowania jakiegoś filmu science-fiction. Na YouTube pojawiają się już pierwsze filmy z wykorzystaniem muzyki „skomponowanej" na LHC. Dr Asquith nie chodziło jednak o zabawę, czy zwariowany teoretyczny eksperyment. Uważa ona, że w ten sposób będzie można „na słuch" rozpoznać wygenerowanie przez LHC poszukiwanej cząstki. Jej zdaniem ucho ludzkie łatwiej niż oko rozpozna charakterystyczne, poszukiwane wzory wśród wielu innych. Informatycy mogą znać anegdotę, według której podobną sztuczkę stosowano w początkach ery komputerów, kiedy zajmowały one jeszcze wielkie pomieszczenia a zamiast klawiatur i monitorów używano kart perforowanych. Inżynierowie obsługujący centra obliczeniowe podpinali często wyjście procesora do głośnika, żeby oceniać jego pracę „na słuch". Dzięki temu od razu rozpoznawali, czy napisany program wykonuje się prawidłowo, czy też się „zawiesił". Jak widać, dobre, muzykalne ucho bywa przydatne w każdej dziedzinie nauki. Oto jak może brzmieć bozon Higgsa: http://www.youtube.com/watch?v=Q0Xi6XWaIYA&hl=pl_PL&fs=1

Dwóch znanych fizyków, Holger Bech Nielsen z Instytutu Nielsa Bohra i Masao Ninomiya z Instytutu Fizyki Teoretycznej Yukawa, wysunęło niezwykle śmiałą teorię dotyczącą przyczyn awarii Wielkiego Zderzacza Hadronów (LHC). Ich zdaniem, został on uszkodzony... przez swoją przyszłość. Zwykle przyjmujemy, że to przeszłość wpływa na przyszłość, chociaż jeśli rozważymy przypadek podróżnika w czasie, który wraca do przeszłości i np. zabija któregoś ze swoich przodków, zauważymy, że i przyszłość może wpływać na przeszłość. Powracający bozon Higgsa byłby podobny podróżnikowi w czasie, który wędruje do przeszłości nie po to, by zabić swojego przodka, ale po to, by uratować wszechświat przed samym sobą. Obecne bozon Higgsa, zwany też Boską Cząstką, to teoretyczna cząstka elementarna, której istnienie postuluje Model Standardowy. Miała ona istnieć przez kilka sekund po Wielkim Wybuchu i dała początek materii. Mamy pewne dane sugerujące, iż teoria bozonu jest prawidłowa. A mówi ona, że cząstki elementarne, takie jak kwarki i leptony, posiadają masę dzięki temu, iż oddziałują z polem Higgsa, którego nośnikiem jest bozon Higgsa. Nielsen i Ninomiya od półtora roku publikują serię prac pod wiele mówiącymi tytułami: Search for Future Influence From LHC czy Test of Effect From Future in Large Hadron Collider: a Proposal (to ostatnia, w której opisano kontrowersyjny pomysł). Naukowcy twierdzą, że bozon Higgsa, którego znalezienie miało być jednym z zadań LHC, jest czymś tak obcym naturze, iż jego stworzenie odbije się na przeszłości i spowoduje, że Zderzacz przestanie działać, zanim będzie w stanie go wyprodukować. Nielsen i Ninomiya zaczęli publikować swoje rozważania na temat przyszłości LHC już wiosną ubiegłego roku. Kilka miesięcy później urządzenie uległo awarii. Nielsen stwierdził wówczas, że mieliśmy do czynienia z "zabawnym wydarzeniem, które mogło spowodować, że uwierzyliśmy w naszą teorię". Nielesen zauważa, że niezwykła teoria spotka się z wieloma głosami sceptycyzmu. Przypomina też, że wiele ważnych eksperymentów naukowych borykało się ze sporymi kłopotami. Jednak wraz ze swoim japońskim kolegą zaproponował CERN-owi sprawdzenie możliwości wystąpienia bardzo nieprawdopodobnego zdarzenia, takiego jak np. wyciągnięcie pika spośród 100 milionów kierów. Jeśli trafi się na taką kartę, oznaczałoby to, że LHC nie rozpocznie pracy lub też nie uda się go uruchomić z takimi energiami, by odnalazł bozon Higgsa. Teoria obu naukowców jest co najmniej niezwykła, ale Nielsen przyzwyczaił świat naukowy do tego, iż myśli niestandardowo. Jest on jednym z twórców teorii strun i jak opisał go fizyk z Caltechu Sean Carrol, jednym z tych niezwykle inteligentnych ludzi, którzy posuwają się bardzo daleko w swych szalonych pomysłach.

Wielki Zderzacz Hadronów, a konkretnie LHCb, zarejestrował pierwszą cząstkę znajdującą się na długiej liście cząstek do zbadania. Wspomniana cząstka to kwark piękny (B+), który rozpadł się po przebyciu około 2 milimetrów. "To jak pierwsze ciastko na linii produkcyjnej. Znalezienie cząstek, które znamy jest bardzo ważne, gdyż pokazuje, jak dobrze całość działa. Daje to podstawy do przypuszczenia, że można znaleźć coś nowego" - mówi Christine Sutton, fizyk z CERN-u. Dyrektor ds. komunikacji, James Gillies, informuje, że wszystkie eksperymenty prowadzone przez CERN, a związane z cząstkami Modelu Standardowego, przebiegają bardzo dobrze.

Dzisiaj w Wielkim Zderzaczu Hadronów (LHC) zostanie przeprowadzone próbne zderzenie dwóch wiązek o energii 3,5 TeV każda. Energia kolizji wyniesie zatem rekordowe 7 TeV. Eksperyment zostanie przeprowadzony 2 godziny później, niż pierwotnie przewidywano, gdyż wystąpiły pewne problemy z jednym z ponad 9000 nadprzewodzących magnesów. Dzisiejszy eksperyment będzie najpotężniejszym kontrolowanym zderzeniem cząstek dokonanym przez człowieka. Jednak w ciągu najbliższych miesięcy i ten rekord zostanie pobity. LHC może bowiem rozpędzić cząstki do energii 7 TeV, a więc najwyższa możliwa do uzyskania energia kolizji wyniesie 14 TeV. Eksperyment można będzie obserwować na żywo na stronach CERN-u. Zapraszamy też do zapoznania się z artykułem o budowie i możliwościach LHC.

Naukowcy z amerykańskiego Fermi National Accelerator Laboratory kierują zespołem badaczy skupionych wokół projektu LARP, którego celem jest przygotowanie przyszłych udoskonaleń Wielkiego Zderzacza Hadronów. LARP, czyli LHC Accelerator Research Program, może pochwalić się poważnym sukcesem. Jest nim wyprodukowanie nowego magnesu, dzięki któremu jasność Zderzacza może wzrosnąć nawet 10-krotnie. Jasność to w przypadku LHC, liczba zderzeń cząsteczek w miejscach, w których znajduje się aparatura badawcza. Jej zwiększenie oznacza, że uczeni będą mieli dostęp do większej ilości danych. Jak już pisaliśmy, każda z wiązek w LHC będzie składała się z 2808 paczek po 100 miliardów protonów każda. Gdy paczki będą się mijały, wśród 200 miliardów protonów dojdzie zaledwie do 20 zderzeń. Lepsze skupienie wiązek pozwoli w przyszłości zwiększyć liczbę kolizji. Jednak im ich więcej, tym więcej promieniowania i ciepła będzie docierało do magnesów. Obecnie wykorzystywane magnesy niobowo-tytanowe już teraz pracują na granicy swoich możliwości i nie wytrzymają warunków, które będą panowały po ulepszeniu LHC. Stąd konieczność stworzenia nowych magnesów. Uczonym z LARP już udało się je wyprodukować, a do ich stworzenia użyli niobu i cyny (Nb3Sn). Stop tych materiałów wykazuje właściwości nadprzewodzące w wyższych temperaturach, a zatem magnesy są bardziej odporne na ich działanie. Ponadto generowane przez nie pole magnetyczne jest dwukrotnie silniejsze, co pozwoli na lepsze skupienie wiązek. Można się zatem zastanawiać, dlaczego od razu nie użyto Nb3Sn do budowy magnesów LHC. Otóż stop ten ma poważną wadę, jest kruchy i wrażliwy na zmiany ciśnienia. Ponadto, by zyskać właściwości nadprzewodzące w niskich temperaturach musi najpierw zostać ogrzany do 650-700 stopni Celsjusza. Dlatego też konieczne jest opracowanie nowych metod produkcji Nb3Sn oraz metod produkcji magnesów. O tym, że nie jest to zadanie łatwe niech świadczy fakt, iż amerykański Departament Energii (DOE) od lat finansuje badania nad magnesami z Nb3Sn. Powoli osiągano kolejne sukcesy. W 1998 roku udało się stworzyć magnes, który generował pole magnetyczne o natężeniu 16 tesli, czyli dwukrotnie więcej niż wartości uzyskiwane w LHC. Z kolei w 2005 DOE, CERN i LARP założyły, że do końca 2009 roku uda się stworzyć kwadrupolowy magnes o długości czterech metrów i gradiencie (czyli przyroście mocy pola magnetycznego) wynoszącym 200 tesli na metr. Założenia te udało się zrealizować przed dwoma tygodniami. Badania wykazały, że urządzenie spełnia oczekiwania naukowców. Jest w stanie wytrzymać nagłe przejścia ze stanu nadprzewodzącego do zwykłego przewodnictwa i związane z tym zmiany temperatury. CERN już pogratulował naukowcom z LARP stwierdzając, że ich osiągnięcie nie tylko umożliwi zwiększenie jasności LHC, ale w ogóle przyczyni się do udoskonalenia technologii budowy akceleratorów cząstek. Specjalistów czeka jeszcze dużo pracy, zanim nowe magnesy trafią do LHC. Chcą zwiększyć gradient w większych magnesach czteropolowych, sprawdzić gdzie znajdują się fizyczne granice możliwości nowych magnesów, przekonać się, czy większe magnesy będą pracowały równie dobrze jak małe prototypy, w końcu poprawić jakość generowanego pola magnetycznego. Nad nowymi magnesami pracują specjaliści z Fermilab, Brookhaven National Laboratory czy Berkeley Lab.

Jak donosi The Register, Wielki Zderzacz Hadronów znowu uległ awarii. Tym razem jednak problemy nie wyglądają poważnie i nie powinny przerwać pracy LHC na dłużej. Zaledwie przed kilkoma dniami media informowały, że LHC pobił rekord wydajności, rozpędzając cząsteczki do 1,18 TeV. Poprzedni rekord, 0,98 TeV, należał do leciwego amerykańskiego Tevatronu. Awarię zauważyli internauci, którzy spostrzegli, że nagle zniknęła większość witryn CERN-u dotyczących Zderzacza. Obecnie witryny znowu są dostępne. Uzyskano też informacje, co się stało. Okazuje się, że zawiodła jedna z linii wysokiego napięcia doprowadzająca prąd do LHC. Spowodowało to nagłe wyłączenie się głównych komputerów w centrum operacyjnym i zatrzymanie pracy Wielkiego Zderzacza Hadronów. Na szczęście temperatura nadprzewodzących magnesów nie zwiększyła się i pozostała na poziomie 1,9 stopnia powyżej zera absolutnego. Oznacza to, że LHC ponownie może rozpocząć prace. Gdyby temperatura magnesów wzrosła czekałby nas długotrwały proces ich ponownego schładzania. Przed jego zakończeniem LHC nie mógłby podjąć pracy.

Wielki Zderzacz Hadronów (LHC) uległ ponownej awarii. Tym razem winnym jest ponoć... ptak, który upuścił kawałek niesionego przez siebie chleba. Chleb miał wpaść do naziemnych urządzeń i zablokować je, powodując przegrzanie się części Zderzacza. Początkowo zauważono przegrzewanie się urządzenia w sektorze 81. CERN twierdził jednak, że jest to wynik standardowych testów. Później jednak doktor Mike Lamont poinformował, że rzeczywiście jest jakiś problem. Po zbadaniu przyczyny awarii okazało się, że w urządzeniach tkwi kawałek chleba, najprawdopodobniej upuszczony przez ptaka. W wyniku awarii temperatura w części LHC wzrosła do niemal 8 kelvinów, podczas gdy powinna ona wynosić 1,9 kelvina. Wzrost był poważny, gdyż już w temperaturze 9,6 kelvinów może dojść do uszkodzenia niobowo-tytanowych magnesów Zderzacza. To już kolejna awaria urządzenia, które ciągle nie rozpoczęło pracy. Warto w tym miejscu przypomnieć opisywaną przez nas teorię o bozonie Higgsa, który powraca z przyszłości by nie dopuścić do uruchomienia Wielkiego Zderzacza Hadronów.

Naukowcy z amerykańskiego Fermi National Accelerator Laboratory, w którym znajduje się Tevatron, liczący sobie już 22 lata akcelerator cząstek, twierdzą, że istnieje 50% szansa, iż do końca bieżącego roku udowodnią istnienie bozonów Higgsa. Jak pamiętamy, ich odkrycie ma być jednym z najważniejszych osiągnięć Wielkiego Zderzacza Hadronów (LHC), który wciąż jest naprawiany i ma ruszyć pod koniec września. Swoje szacunki Amerykanie opierają na wydajności Tevatronu oraz nadziei, że maszyna jest w ogóle w stanie wykryć bozon Higgsa. Jeśli mu się to uda, ponownie przejdzie do historii nauki. Wśród dotychczasowych osiągnięć Tevatronu należy wymienić odkrycie kwarka wysokiego i zmierzenie jego masy, zaobserwowanie dwóch barionów sigma czy barionu omega. Z Modelu Standardowego wynika, że masa bozonu Higgsa wynosi od 114 do 184 gigaelektronowoltów, a więc jego wykrycie znajduje się w zasięgu Tevatronu i jest tylko kwestią czasu. Przed rokiem Fermilab wykluczyło, że masa Boskiej Cząsteczki wynosi 170 GeV i poszukuje jej po obu stronach wyznaczanych przez tę wartość. Za kilka miesięcy, jeszcze zanim LHC wystartuje, Amerykanie powinni wiedzieć, czy bozonu należy szukać w okolicach 150 GeV. Tevatron, mimo iż ma swoje lata, ma tę przewagę na LHC, że zderzane są w nim protony z antyprotonami, co produkuje znacznie mniej zakłóceń. Oczywiście oficjalnie różne laboratoria ze sobą współpracują i dzielą się wiedzą, jednak, jak możemy się domyślać i jak przyznają sami naukowcy, istnieje silne poczucie rywalizacji. Ta jest korzystna dla wszystkich, gdyż, jak mówi Dmitri Denisov z Fermilab, oni [CERN - red.] na pewno czują tę rywalizację i bardziej przykładają się do pracy.

CERN poinformował, że Wielki Zderzacz Hadronów, który uległ awarii wkrótce po uruchomieniu, ponownie ruszy w październiku. Urządzenie będzie wykorzystywało jednak połowę swoich możliwości. Podczas eksperymentów cząstki będą rozpędzane tylko do 50% możliwego maksimum. To z kolei oznacza, że najdroższe urządzenie w historii badań fizycznych ma poważne problemy. Miną lata zanim LHC będzie pracował z pełną mocą. O ile w ogóle kiedykolwiek to nastąpi. Zmniejszenie energii oznacza, że trudniej będzie znaleźć np. bozon Higgsa, którego odkrycie jest jednym z głównych zadań akceleratora. Nie wiadomo, czy naukowcy będą w stanie badać ewentualne istnienie innych wymiarów, prowadzić eksperymenty z ciemną materią. LHC miał przyspieszać protony do energii 7 teraelektronowoltów (TeV). W pierwszym roku działania urządzenie będzie w stanie nadać protonom energię nie większą niż 4 TeV. W kolejnych latach będzie ona zwiększana. LHC był budowany przez 15 lat, a obecna awaria jeszcze bardziej wydłużyła czas oczekiwania na nowy instrument. Europa w pewnym stopniu już odczuła jej negatywne następstwa. Część naukowców, szczególnie młodych, którym akcelerator jest potrzebny np. do doktoratu, chciała przenieść się z USA na Stary Kontynent, by móc pracować na LHC. Teraz zdecydowali się na skorzystanie z wiekowego Tevatronu, który pracuje w Fermilab już od końca lat 80. ubiegłego wieku. Podczas trwającego od września ubiegłego roku remontu LHC wymieniono 5000 połączeń kablowych. Największe problemy stwarzają jednak magnesy. Każdy z nich musi być "wytrenowany" do pracy z coraz większym natężeniem. Dopiero po odpowiednim "treningu" mógł trafić do akceleratora. Każdy z zainstalowanych magnesów został przygotowany tak, by wytrzymywał natężenia wyższe, niż te, które są potrzebne do rozpędzenia protonów do 7 TeV. Jednak po włączeniu LHC doszło do awarii 49 magnesów w jednym z sektorów. Nie wiadomo, ile wadliwych magnesów jest w całym akceleratorze. CERN wyjaśnia, że wszystkie magnesy przed zamontowaniem spełniały stawiane wymagania, ale zanim je zainstalowano i uruchomiono, minął rok. Problem mógł więc wyniknąć z faktu, że pomiędzy "treningiem" a wykorzystaniem w Zderzaczu były one bezczynne przez 12 miesięcy. Ponowne "trenowanie" magnesów jest długotrwałe i kosztowne, nie ma więc sensu, by je powtarzać tylko po to, by LHC mógł pracować z energią 7 TeV. CERN uważa, że stosunkowo łatwo uda się uzyskać energię 6,5 TeV. Fizycy nie są tym jednak zmartwieni. Mówią, że będą zadowoleni nawet wówczas, gdy LHC nie uda się osiągnąć energii wyższej niż 5 TeV.

Ponowne uruchomienie Wielkiego Zderzacza Hadronów zostało po raz kolejny przełożone. Urządzenie zostało wyłączone po awarii, do której doszło 19 września 2008 roku. Początkowo informowano, że LHC rozpocznie pracę w kwietniu 2009, a następnie start urządzenie przełożono na wrzesień. Teraz dowiadujemy się, że akcelerator zostanie uruchomiony w październiku. Przedstawiciele CERN powiedzieli również, że dopiero w sierpniu będą w stanie podać dokładną datę rozpoczęcia pracy Wielkiego Zderzacza Hadronów. Wówczas bowiem powinny zakończyć się wszystkie testy. Ponadto CERN nie zdecydował jeszcze, czy urządzenie będzie pracowało z energią 4 teraelektronovoltów czy 5 TeV. Obecnie najpotężniejszym działającym akceleratorem cząstek jest leciwy amerykański Tevatron, pracujący w Fermilab z energią 1 TeV.

Serwis Computerworld dowiedział się, że naprawa Wielkiego Zderzacza Hadronów będzie kosztowała co najmniej 21 milionów dolarów. Może ona także potrwać dłużej, niż pierwotnie przypuszczano. Jak pamiętamy, wkrótce po uruchomieniu urządzenia, doszło do jego awarii. Stopiły się przewody elektryczne łączące dwa magnesy i doszło do poważnego wycieku helu. Cały obszar awarii trzeba najpierw ogrzać, następnie usunąć usterkę i przystąpić do ponownego obniżania temperatury w Zderzaczu. Przed awarią naukowcy mieli nadzieję, że jeszcze w bieżącym roku uda się przeprowadzić pierwsze eksperymentalne zderzenia. Później, tak czy inaczej urządzenie zostałoby wyłączone, aby uniknąć przeciążenia w zimie francuskiej sieci energetycznej. Wkrótce po awarii mówiono, że LHC ruszy ponownie w kwietniu. Teraz z nieoficjalnych doniesień wynika, że może on zostać uruchomiony dopiero w czerwcu.

Robert Aymar, dyrektor generalny CERN, zapowiedział, że Wielki Zderzacz Hadronów zostanie ponownie uruchomiony dopiero w kwietniu przyszłego roku. Urządzenie uruchomiono 10 września, jednak już 9 dni później poważna awaria spowodowała jego wyłączenie. Aymar poinformował, że wciąż nie wiadomo, jaka była przyczyna awarii. "Musimy przeprowadzić testy, ale nie możemy uwierzyć, by winny był magnes. Obecnie myślimy, że to wina któregoś z połączeń elektrycznych. Są ich tysiące i nie można wszystkich przetestować. Przekonamy się, gdy ogrzejemy magnes do temperatury pokojowej". Wiadomo, że każdy z potężnych magnesów wykorzystywanych przez LHC był testowany przed włączeniem, ale nie testowano połączeń elektrycznych. Zderzacz tak czy inaczej zostałby wyłączony na kilka miesięcy gdyż w zimie nie będzie on działał, by nie obciążać zbytnio sieci energetycznej Francji.

Wielki Zderzacz Hadronów uległ poważnej awarii. W jej wyniku do tunelu Zderzacza przedostała się tona ciekłego helu, a temperatura około 100 potężnych nadprzewodzących magnesów wzrosła o 100 stopni. Wstępne badania wykazują, że przyczyną usterki jest wadliwe połączenie elektryczne pomiędzy dwoma magnesami. Panujące w nim wysokie napięcie doprowadziło do stopienia się urządzenia i wycieku helu. CERN zapewnia, że ani w czasie awarii, ani obecnie nie ma żadnego zagrożenia dla ludzi. LHC zostanie wyłączony na co najmniej dwa miesiące. Zanim bowiem będzie można przystąpić do naprawy, fragment tunelu, w którym doszło do awarii, musi zostać ogrzany. Jako że, jak już wcześniej pisaliśmy, Wielki Zderzacz nie będzie pracował w zimie, można niemal ze stuprocentową pewnością stwierdzić, iż w bieżącym roku naukowcy nie przeprowadzą żadnego zderzenia.

CERN poinformował o pierwszej usterce w Wielkim Zderzaczu Hadronów. Awarii uległ jeden z transformatorów systemu chłodzącego. Ważące 30 ton urządzenie o mocy 12 MVA (megavoltamper) wymieniono w czasie weekendu. Podczas operacji system chłodzący przełączono w stan uśpienia i utrzymywano w nim temperaturę nieco poniżej -268 stopni Celsjusza. Po zakończeniu naprawy zespół odpowiedzialny za system chłodzący przystąpił do operacji obniżania temperatury. Po jej zakończeniu w LHC ponownie zacznie krążyć pojedyncza wiązka protonów. W ciągu najbliższych tygodni CERN chce przeprowadzić pierwsze zderzenie wiązek.