ŽENEVA – Najväčší a najzložitejší stroj, ktorého prevádzku odborníci označujú za najväčší vedecký experiment v histórii ľudstva. Tak sa dá definovať veľký hadrónový urýchľovač častíc (Large Hadron Collider, LHC), ktorý prevádzkuje Európska organizácia pre jadrový výskum (CERN). Od spustenia urýchľovača do prevádzky uplynie v pondelok 10. septembra už 10 rokov.
LHC je uložený v kruhovom tuneli s obvodom 27 kilometrov v hĺbke 50 až 175 metrov. Vybudovali ho v blízkosti Ženevského jazera, na hranici Švajčiarska a Francúzska. Na návrhu projektu sa podieľalo cca 2000 vedcov z 34 štátov sveta. Pôsobia tu aj slovenskí vedci, takisto sa aj na výstavbe zariadenia podieľali slovenské firmy.
Hadrónmi sa vo fyzike označujú ťažké subatomárne častice zložené z kvarkov resp. antikvarkov. Pôsobia medzi nimi tzv. silné interakcie. Do tejto kategórie častíc patria aj neutróny a protóny, ktoré tvoria jadrá atómov. Práve vďaka silným interakciám častice v jadrách držia pohromade aj napriek tomu, že by sa protóny s rovnakým t. j. kladným elektrickým nábojom mali odpudzovať.
Urýchľovač vytvára fyzikálne podmienky vhodné pre zrážky takýchto častíc. Predovšetkým im dodáva vysokú energiu, ktorú získavajú obiehaním v podzemnom tuneli – napríklad protón obehne dráhu v urýchľovači 11 245-krát za sekundu rýchlosťou, ktorá sa blíži k rýchlosti svetla. Pri každom obehu jeho energia rastie vďaka impulzom silného elektrického poľa. Zväzok častíc udržiava vo svojej dráhe sústava supravodivých elektromagnetov chladených tekutým héliom. Vodiče v magnetoch pracujú pri teplote cca – 271,3 stupňa Celzia, teda ešte o stupeň nižšej, než je prostredie v otvorenom vesmíre. V miestach zrážok častíc sa nachádzajú detektory ATLAS, ALICE, CMS, LHCb, TOTEM a LHCf.
Urýchľovač umožňuje vedcom nahliadnuť napríklad do podmienok, aké vo vesmíre vládli tesne po jeho vzniku, teda po Veľkom tresku. Takisto pri zrážkach častíc v urýchľovači môžu vznikať nové častice, resp. nestabilné častice s extrémne krátkou životnosťou. Jednou z nich a vedcami dlho očakávanou bol aj Higgsov bozón. Časticu, ktorá zodpovedá jeho opisu, pozorovali v hadrónovom urýchľovači 4. júla 2012.
Ako uvádza na portáli aldebaran.cz Michal Marčišovský, jeden zo slovenských vedcov pôsobiacich v LHC, prebiehalo hľadanie Higgsovho poľa na experimentálnych aparatúrach už desaťročia. Priamym prejavom tohto poľa je potom Higgsov bozón, ktorý je možné vytvoriť zrážkou dostatočne energetických častíc. "Dňa 4. júla bol opatrne ohlásený objav novej častice konzistentnej svojimi vlastnosťami s Higgsovým bozónom. Nová častica bola pozorovaná zároveň na detektoroch ATLAS a CMS," napísal Marčišovský.
Higgsov bozón nazývaný tiež božskou časticou predstavuje dosiaľ chýbajúci významný diel mozaiky poznania súčasnej modernej fyziky, presnejšie tzv. Štandardného modelu častíc. Podľa fyzikov totiž interakcie jednotlivých elementárnych častíc s tzv. Higgsovým poľom podmieňujú ich hmotnosť. Za svoj príspevok k vedeckému poznaniu dostali 8. októbra 2013 Peter Higgs a Francios Englert Nobelovu cenu za fyziku.
K významným pozorovaniam a objavom LHC však patria aj zrážky iónov s rekordnou energiou, pozorovanie protónov a antiprotónov, resp. jadier a antijadier, alebo častíc zložených až z piatich kvarkov (protóny a neutróny sú napríklad zložené z troch kvarkov.)
Veľký hadrónový urýchľovač musel byť krátko po svojom spustení 16. decembra 2009 odstavený, aby ho pripravili na pokusy s vysokoenergetickými protónovými lúčmi. Už od 30. marca 2010 v urýchľovači prebiehali zrážky s energiou 7 TeV a 3. júna 2015 sa podarilo dosiahnuť hodnotu 13 TeV. Kuriózna porucha nastala v apríli 2016, keď spôsobila výpadok prúdu v obrovskom zariadení lasica, ktorá prehrýzla elektrický kábel.
V súčasnosti sa vo Veľkom hadrónovom urýchľovači robia napríklad aj experimenty, ktoré prispejú k skúmaniu tzv. tmavej hmoty, resp. tmavých kvarkov ako jej základných stavebných kameňov, ale tiež k ďalšiemu spoznávaniu Higgsovho bozónu.
"Ďalším krokom je určiť presnejšiu povahu tejto častice a jej významu pre naše pochopenie vesmíru,“ popisuje stránka CERN.u. "Zodpovedajú tieto vlastnosti dlho hľadanému Higgsovmu bozónu, poslednej chýbajúcej ingrediencii Štandardného modelu fyzikálnych častíc? Alebo pôjde o niečo exotickejšie? Štandardný model opisuje základné častice, z ktorých sme zložení my a celý viditeľný vesmír, a tiež sily medzi týmito časticami. Všetka hmota, ktorú vidíme, však predstavuje nie viac než 4 percentá. Exotickejšia stránka Higgsovho bozónu môže byť mostom k pochopeniu tých 96 percent vesmíru, ktorý ostáva temný."
Pre používanie spravodajstva Netky.sk je potrebné povoliť cookies