Lielais hadronu sadursmes rīks (LHC) iegūst lielu stimulu tā veiktspējai. Diemžēl revolucionāro fizikas cienītājiem visa darbība ir jāslēdz uz diviem gadiem, kamēr darbs tiek veikts. Bet pēc dublēšanas un palaišanas uzlabotās iespējas to padarīs vēl jaudīgāku.
Lielā hadronu sadursmes būtība ir paātrināt daļiņas un pēc tam virzīt, lai tās saduras viena ar otru kamerās. Kameras un detektori ir apmācīti uz šīm sadursmēm, un rezultāti tiek uzraudzīti detalizēti. Tas viss ir par jaunu daļiņu un jaunu reakciju atklāšanu starp daļiņām un vērošanu, kā daļiņas sabrūk.
Šī izslēgšana tiek saukta par Long Shutdown 2 (LS2.). Pirmā izslēgšana bija LS1, un tā notika no 2013. līdz 2015. gadam. LS1 laikā tika uzlabots sadursmes ierīces spēks, tāpat arī tā atklāšanas iespējas. Tas pats notiks LS2 laikā, kad inženieri pastiprinās un modernizēs visu akseleratora kompleksu un detektorus. Darbs tiek gatavots nākamajam LHC posmam, kas sāksies 2021. gadā. Tas ir arī gatavošanās projektam ar nosaukumu High-Luminosity LHC (HL-LHC), kas sākas 2025. gadā.
Starp LS1 un LS2 veikto eksperimentu ciklu sauc par otro izmēģinājumu, kas ilga no 2015. gada līdz 2018. gadam. Šis izmēģinājums deva dažus iespaidīgus rezultātus un ļoti daudz datu, kas vēl jāizstrādā. Saskaņā ar CERN datiem, otrais brauciens izraisīja 16 miljonu miljardu protonu un protonu sadursmes ar enerģiju 13 TeV (teraelektronu voltiem) un lielas svina un svina sadursmju datu kopas ar 5,02 TeV enerģiju. Tas nozīmē, ka CERN datu arhīvā tiek saglabāts 1000 gadu video plūsmas 24/7 ekvivalents.
“LHC otrais brauciens ir bijis iespaidīgs…” - Frédérick Bordry, CERN paātrinātāju un tehnoloģiju direktors.
Milzīga datu kešatmiņa no eksperimentiem LHC otrā brauciena laikā samazina sākotnējā datu datus, un tas viss tāpēc, ka sadursmes ierīces enerģijas līmenis tika gandrīz dubultots līdz 13 TeV. Sadursmes enerģijas līmeni paaugstināt kļūst arvien grūtāk, un otrajā izslēgšanas reizē enerģija tiks paaugstināta no 13 TeV līdz 14 TeV.
“LHC otrais brauciens ir bijis iespaidīgs, jo mēs varētu sasniegt daudz vairāk par mūsu mērķiem un cerībām, iegūstot piecas reizes vairāk datu nekā pirmā brauciena laikā ar nepieredzētu 13 TeV enerģiju,” sacīja Frédérick Bordry, CERN paātrinātāju direktors un tehnoloģija. "Sākot šo otro garo izslēgšanu, mēs sagatavosim mašīnu vēl vairāk sadursmēm ar projektēto enerģiju 14 TeV."
Ar katru pasākumu LHC ir bijusi veiksmīga. Vairākas desmitgades Fizikā centrālais jautājums bija Higsa bozona un Higsa lauka pastāvēšana. Bet tehnoloģija un inženierzinātnes, kas vajadzīgas, lai izveidotu pietiekami spēcīgu sadursmi, lai to atrastu, vienkārši nebija pieejamas. LHC celtniecība ļāva atklāt Higsa bozonu 2012. gadā.
“Higsa bozons ir īpaša daļiņa…” - Fabiola Gianotti, CERN ģenerāldirektore.
“Papildus daudziem citiem skaistiem rezultātiem, dažos pēdējos gados LHC eksperimenti ir guvuši milzīgu progresu Higsa bozona īpašību izpratnē,” piebilst Fabiola Gianotti, CERN ģenerāldirektore. “Higsa bozons ir īpaša daļiņa, kas ļoti atšķiras no citām līdz šim novērotajām elementārajām daļiņām; tā īpašības var sniegt mums noderīgas norādes par fiziku ārpus standarta modeļa. ”
Ilgi teorētiskā Higsa bozona atklāšana ir LHC vainagojošais sasniegums, bet ne tas vienīgais. Pirms LHC uzbūvēšanas bija grūti pārbaudīt daudzas fizikas standarta modeļa daļas. Par LHC rezultātiem ir publicēti simtiem zinātnisku rakstu, un ir atklātas dažas jaunas daļiņas, ieskaitot eksotiskos pieccakarks un jaunu daļiņu ar diviem smagiem kvarkiem ar nosaukumu “Xicc ++”.
Pēc LS2 jaunināšanas sāksies trešais brauciens. Viens no trešās kārtas projektiem ir High-Luminosity LHC (HL-LHC) projekts. Spilgtums ir viens no diviem galvenajiem apsvērumiem sadursmju gadījumā. Pirmais ir spriegums, kas LS2 laikā tiek uzlabots no 13 TeV līdz 14 TeV. Otrs ir gaišums.
Spilgtums nozīmē palielinātu sadursmju skaitu un līdz ar to arī vairāk datu. Tā kā daudzas lietas, ko fiziķi vēlas novērot, ir ļoti reti, lielāks sadursmju skaits palielina iespēju tās redzēt. 2017. gada laikā LHC saražoja apmēram trīs miljonus Higsa bozonu gadā, turpretī augstas spožuma LHC ražos vismaz 15 miljonus Higsa bozonu gadā. Tas ir svarīgi, jo, lai arī Higsa boza noteikšana bija milzīgs sasniegums, joprojām daudz fiziķu nezina par nenotveramo daļiņu. Trīs reizes palielinot saražoto Higsa bozonu skaitu, fiziķi daudz iemācīsies.
"Bagātā otrā raža ļauj pētniekiem meklēt ļoti retus procesus." - Eckhards Elsens, CERN pētniecības un skaitļošanas tehnikas direktors.
Visi CERN saglabātie dati no LHC otrā palaišanas nozīmēs, ka fiziķi LS2 laikā tiks aizņemti. Tajā masīvajā datu vākšanā var būt paslēptas lietas, kuras vēl neviens nav redzējis. Cilvēces dedzīgā daļiņu fiziķu armija nevarēs atpūsties.
“Otrā laidiena bagātīgā raža ļauj pētniekiem meklēt ļoti retus procesus,” sacīja Eckhards Elsens, CERN pētījumu un skaitļošanas direktors. “Viņi būs aizņemti visas izslēgšanas laikā, pārbaudot milzīgo datu paraugu, lai noteiktu iespējamos jaunās fizikas parakstus, kuriem vēl nebija izdevies rasties no standarta modeļa procesu dominējošā ieguldījuma. Tas mūs virzīs HL-LHC, kad datu paraugs palielināsies par vēl vienu lieluma pakāpi. ”
- CERN paziņojums presei: LHC gatavojas jauniem sasniegumiem
- CERN paziņojums presei: CERN eksperiments ar LHCb ziņo par eksotisko pieccīņu daļiņu novērošanu
- CERN paziņojums presei: LHCb eksperiments ir apbēdināts, ka tas paziņo par jaunas daļiņas novērošanu ar diviem smagiem kvarkiem
- CERN tīmekļa lapa: augstas gaismas spilgtuma LHC
- CERN paziņojums presei: LHC: spēcīgāka mašīna
- Wikipedia ieraksts: Higsa bozons
- CERN tīmekļa lapa: standarta modelis
