Велики хадронски сударач и граница физике

Тхе наука о физици честица гледа на саме градивне материје - атоме и честице које чине већи део материјала у космосу. То је сложена наука која захтева мукотрпна мерења честица које се крећу великим брзинама. Ова наука добила је велико појачање када је Велики хадронски сударач (ЛХЦ) почео са радом у септембру 2008. године. Име му звучи веома "научно-фантастично", али реч "сударач" заправо објашњава шта тачно чини: пошаљите две високоенергетске зраке честица скоро брзином светлости око 27 километара дугог подземља прстен. У правом тренутку греде су приморане да се "сударају". Протони у гредама се тада разбијају и, ако све пође добро, мањи комадићи и комадићи - названи субатомским честицама - стварају се за кратке тренутке. Њихови поступци и постојање су забележени. Из те активности физичари сазнају више о основним састојцима материје.

ЛХЦ је направљен да одговори на невероватно важна питања из физике, истражујући одакле долази маса, зашто је космос створен од материје уместо од

Наука о физици честица је у суштини потрага врло основни блокови материје. Знамо за атоме и молекуле који чине све што видимо и осећамо. Сами атоми су сачињени од мањих компоненти: језгра и електрона. Језгро се састоји од протона и неутрона. То ипак није крај линије. Нетрони су сачињени од субатомских честица које се зову кваркови.

Постоје ли мање честице? То је оно што су створени да убрзају честице. Начин на који то чине је стварање услова сличних ономе што је изгледало тек после Велики прасак - догађај који је започео универзум. У том тренутку, пре око 13,7 милијарди година, свемир је био направљен само од честица. Они су се слободно разбацали кроз дечји космос и непрестано лутали. Ту спадају мезони, пиони, бариони и хадрони (по којима је акцелератор назван).

Физичари честица (људи који проучавају ове честице) сумњају да се материја састоји од најмање дванаест врста основних честица. Подељени су у кваркове (поменуте горе) и лептоне. Постоји шест од сваке врсте. То само чини неке од основних честица у природи. Остало је створено у суперенергетским сударима (или у Великом праску или у акцелераторима као што је ЛХЦ). Унутар тих судара, физичари честица врло брзо увидеју какви су били услови у Великом праску, када су прве честице настале.

ЛХЦ је највећи акцелератор честица на свету, велика сестра Фермилабу у Илиноису и други мањи акцелератори. ЛХЦ се налази у близини Женеве у Швајцарској, изградила га је и управљала Европска организација за нуклеарна истраживања, а користи га више од 10.000 научника из целог света. Дуж његовог прстена, физичари и техничари уградили су изузетно јаке суперхлађене магнете који усмеравају и обликују снопове честица кроз цеви снопа). Једном када се греде крећу довољно брзо, специјализовани магнети их воде у тачне положаје где се догађају судари. Специјализовани детектери бележе тада сударе, честице, температуре и друге услове судара и акција честица у милијардама секунди током којих се дешавају место.

Када су физичари честица планирали и изградили ЛХЦ, једна ствар за коју су се надали да ће наћи доказе је Хиггс Босон. То је честица која је добила име Петер Хиггс, који је предвидио његово постојање. Конзорцијум ЛХЦ је 2012. објавио да су експерименти открили постојање бозона који се поклапа са очекиваним критеријумима Хиггсовог Бозона. Поред сталне потраге за Хиггсовим, научници који користе ЛХЦ створили су оно што се назива "кварк-глуонска плазма", што је најгушћа материја за коју се мисли да постоји изван црне рупе. Остали експерименти са честицама помажу физичарима да разумеју супер-симетрију, која је просторно-временска симетрија која укључује две повезане врсте честица: бозоне и фермионе. Сматра се да свака група честица има придружене честице суперпартнера у другој. Разумевање такве суперсиметрије омогућило би научницима даљњи увид у оно што се назива „стандардни модел“. То је теорија која објашњава шта је свет, шта држи његову материју и које су снаге и честице укључене.

Операције у ЛХЦ-у укључивале су два главна „осматрања“ вожње. Између сваке од њих систем се обнавља и надограђује ради побољшања инструментације и детектора. Следећа ажурирања (планирана за 2018. и касније) укључиваће повећање брзине судара и шансу да повећате светлост машине. То значи да ће ЛХЦ бити у стању да види све ретке и брзо настајуће процесе убрзавања и судара честица. Што се брже сударе могу догодити, биће ослобођено више енергије јер су све мање и чешће детектиране честице. Ово ће физичарима честица пружити још бољи поглед на саме градивне материје које чине звезде, галаксије, планете и живот.