W poszukiwaniu ciemnej materii

źródło: materiały prasowe

CERN (Europejska Organizacja Badań Jądrowych) to ośrodek naukowy położony pod Genewą, na granicy Francji i Szwajcarii. To tu działa największa i najdroższa maszyna świata – akcelerator cząstek Wielki Zderzacz Hadronów (LHC) umieszczony w długim na 27 kilometrów tunelu kilkadziesiąt metrów pod ziemią. W 2012 roku dzięki eksperymentom prowadzonym w LHC udało się odkryć bozon Higgsa, tzw. boską cząstkę nadającą innym masę

źródło: materiały prasowe

Dr Andrzej Siemko, szef grupy odpowiadającej za bezpieczne działanie akceleratorów w CERN

źródło: materiały prasowe

Arkadiusz Gorzawski, doktorant na Politechnice Federalnej w Lozannie i w CERN

- Jaki będzie los bozonu Higgsa? Jego znaczenie jest już dziś fundamentalne dla naszego rozumienia, jak funkcjonuje materia - mówią polscy naukowcy pracujący w CERN Andrzej Siemko i Arkadiusz Gorzawski.

Plus Minus: Jakie są plany rozbudowy Wielkiego Zderzacza Hadronów? Co nowego możemy znaleźć? Czego fizycy CERN poszukują po zidentyfikowaniu bozonu Higgsa?

Arkadiusz Gorzawski: Pomimo odkrycia bozonu Higgsa, w fizyce cząstek elementarnych jest w dalszym ciągu wiele pytań, na które nie znamy odpowiedzi. Fizycy chcieliby się dowiedzieć na przykład, czym jest i z czego składa się tzw. ciemna materia. Odpowiedzi na część z tych pytań może udzielić Wielki Zderzacz Hadronów, lecz musi być w tym celu udoskonalony.

Do roku 2023 LHC przejdzie wiele modyfikacji potrzebnych do zwiększenia tzw. świetlności zderzacza. Jest to parametr, który mówi o skutecznej liczbie zderzeń protonów występujących w jednostce czasu, przez co ma bezpośredni wpływ na zwiększenie szansy zaobserwowania „produktów" zderzeń, które występują bardzo rzadko, takich jak bozon Higgsa. Świetlność zależy m.in. od przekroju poprzecznego zderzających się wiązek protonów.

W przyszłości dla głębszego poznania konkretnej cząstki (np. bozonu Higgsa) potrzebne będzie zbudowanie zderzacza, który będzie ukierunkowany tylko na jej tworzenie. Takie maszyny, z odpowiednio zdefiniowaną energią, muszą zderzać ze sobą leptony (pojedyncze elementarne cząstki, np. elektrony) i przewiduje się ich budowę od momentu każdego odkrycia nowej cząstki. Tak było np. z...