Ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC) του Ευρωπαϊκού Κέντρου Πυρηνικών Ερευνών (CERN) τέθηκε εκτός λειτουργίας έως την άνοιξη του 2021, προκειμένου να πραγματοποιηθούν σε αυτόν εκτεταμένες εργασίες αναβάθμισης και εκσυγχρονισμού.
Κατά τη δεύτερη φάση λειτουργίας του (2015-2018), ο ισχυρότερος επιταχυντής του κόσμου λειτούργησε καλύτερα από κάθε προσδοκία, πετυχαίνοντας περίπου 16 εκατομμύρια δισεκατομμυρίων συγκρούσεις μεταξύ πρωτονίων, με ενέργεια 13 ηλεκτρονιοβόλτ (TeV), παράγοντας ένα τεράστιο όγκο δεδομένων άνω των 300 petabytes (300 εκατομμυρίων gigabytes), πενταπλάσιο περίπου σε σχέση με τον πρώτο "γύρο" λειτουργίας του.
Μετά την αναβάθμισή του, ο επιταχυντής θα επανέλθει δριμύτερος, έχοντας ικανότητα για συγκρούσεις με ακόμη περισσότερη ενέργεια (14 TeV). Ενώ στη μεθεπόμενη φάση του (High-Luminosity LHC), που θα αρχίσει μετά το 2025, ο επιταχυντής θα είναι ακόμη πιο "φωτεινός".
Όπως δήλωσε η γενική διευθύντρια του CERN, η Ιταλίδα φυσικός Φαμπιόλα Τζιανότι, "κατά τα τελευταία χρόνια τα πειράματα του LHC έχουν κάνει τρομερή πρόοδο για την κατανόηση των ιδιοτήτων του μποζονίου Χιγκς, ενός ειδικού σωματιδίου, πολύ διαφορετικού από τα άλλα στοιχειώδη σωματίδια που έχουν παρατηρηθεί μέχρι σήμερα. Οι ιδιότητές του μπορεί να μας δώσουν χρήσιμες ενδείξεις για μια φυσική πέρα από το Καθιερωμένο Πρότυπο".
Εκτός από τη μελέτη του σωματιδίου Χιγκς, τα πειράματα του LHC κατά την προηγούμενη τετραετία ανακάλυψαν νέα "εξωτικά" σωματίδια όπως το Ξcc++ και τα πεντακουάρκ. Μέχρι την επαναλειτουργία του μεγάλου επιταχυντή το 2021, οι φυσικοί θα έχουν αρκετό χρόνο για να αναλύσουν τα έως τώρα δεδομένα και να αναζητήσουν -σαν τους ψύλλους στα άχυρα- τις "υπογραφές" μιας νέας Φυσικής.
Η αναβάθμιση αφορά όλο το συγκρότημα των επιταχυντών και των ανιχνευτών. Μεταξύ άλλων, ο πρώτος κρίκος στην επιταχυντική αλυσίδα, ο γραμμικός επιταχυντής Linac 2 θα παραχωρήσει τη θέση του στον Linac 4, ο οποίος θα επιταχύνει ιόντα υδρογόνου, τα οποία στη συνέχεια θα μετατρέπονται σε πρωτόνια. Ο δεύτερος κρίκος, ο επιταχυντής Proton Synchrotron Booster, θα εφοδιασθεί με τελείως νέα και καλύτερα συστήματα, ενώ ο επιταχυντής Super Proton Synchrotron, ο τρίτος και τελευταίος κρίκος στην αλυσίδα πριν τον LHC, θα γίνει επίσης ικανότερος στην επιτάχυνση των δεσμών σωματιδίων.
Κάποιες βελτιώσεις θα γίνουν και στον ίδιο τον LHC, μεταξύ άλλων για την καλύτερη προστασία των τεράστιων υπεραγώγιμων μαγνητών του, τουλάχιστον 20 από τους οποίους θα αντικατασταθούν. Θα συνεχισθούν τα κατασκευαστικά έργα για τον μελλοντικό "υψηλής φωτεινότητας μεγάλο επιταχυντή" (High-Luminosity LHC), νέες στοές θα συνδεθούν στο υπόγειο τούνελ του LHC, ενώ νέες τεχνολογίες υπεραγώγιμων μαγνητών θα δοκιμασθούν για πρώτη φορά. Ακόμη, όλα τα πειράματα του LHC (Atlas, CMS, Alice, LHcb) θα αναβαθμίσουν ζωτικά μέρη των ανιχνευτών τους μέσα στην επόμενη διετία.
Κατά τη δεύτερη φάση λειτουργίας του (2015-2018), ο ισχυρότερος επιταχυντής του κόσμου λειτούργησε καλύτερα από κάθε προσδοκία, πετυχαίνοντας περίπου 16 εκατομμύρια δισεκατομμυρίων συγκρούσεις μεταξύ πρωτονίων, με ενέργεια 13 ηλεκτρονιοβόλτ (TeV), παράγοντας ένα τεράστιο όγκο δεδομένων άνω των 300 petabytes (300 εκατομμυρίων gigabytes), πενταπλάσιο περίπου σε σχέση με τον πρώτο "γύρο" λειτουργίας του.
Μετά την αναβάθμισή του, ο επιταχυντής θα επανέλθει δριμύτερος, έχοντας ικανότητα για συγκρούσεις με ακόμη περισσότερη ενέργεια (14 TeV). Ενώ στη μεθεπόμενη φάση του (High-Luminosity LHC), που θα αρχίσει μετά το 2025, ο επιταχυντής θα είναι ακόμη πιο "φωτεινός".
Όπως δήλωσε η γενική διευθύντρια του CERN, η Ιταλίδα φυσικός Φαμπιόλα Τζιανότι, "κατά τα τελευταία χρόνια τα πειράματα του LHC έχουν κάνει τρομερή πρόοδο για την κατανόηση των ιδιοτήτων του μποζονίου Χιγκς, ενός ειδικού σωματιδίου, πολύ διαφορετικού από τα άλλα στοιχειώδη σωματίδια που έχουν παρατηρηθεί μέχρι σήμερα. Οι ιδιότητές του μπορεί να μας δώσουν χρήσιμες ενδείξεις για μια φυσική πέρα από το Καθιερωμένο Πρότυπο".
Εκτός από τη μελέτη του σωματιδίου Χιγκς, τα πειράματα του LHC κατά την προηγούμενη τετραετία ανακάλυψαν νέα "εξωτικά" σωματίδια όπως το Ξcc++ και τα πεντακουάρκ. Μέχρι την επαναλειτουργία του μεγάλου επιταχυντή το 2021, οι φυσικοί θα έχουν αρκετό χρόνο για να αναλύσουν τα έως τώρα δεδομένα και να αναζητήσουν -σαν τους ψύλλους στα άχυρα- τις "υπογραφές" μιας νέας Φυσικής.
Η αναβάθμιση αφορά όλο το συγκρότημα των επιταχυντών και των ανιχνευτών. Μεταξύ άλλων, ο πρώτος κρίκος στην επιταχυντική αλυσίδα, ο γραμμικός επιταχυντής Linac 2 θα παραχωρήσει τη θέση του στον Linac 4, ο οποίος θα επιταχύνει ιόντα υδρογόνου, τα οποία στη συνέχεια θα μετατρέπονται σε πρωτόνια. Ο δεύτερος κρίκος, ο επιταχυντής Proton Synchrotron Booster, θα εφοδιασθεί με τελείως νέα και καλύτερα συστήματα, ενώ ο επιταχυντής Super Proton Synchrotron, ο τρίτος και τελευταίος κρίκος στην αλυσίδα πριν τον LHC, θα γίνει επίσης ικανότερος στην επιτάχυνση των δεσμών σωματιδίων.
Κάποιες βελτιώσεις θα γίνουν και στον ίδιο τον LHC, μεταξύ άλλων για την καλύτερη προστασία των τεράστιων υπεραγώγιμων μαγνητών του, τουλάχιστον 20 από τους οποίους θα αντικατασταθούν. Θα συνεχισθούν τα κατασκευαστικά έργα για τον μελλοντικό "υψηλής φωτεινότητας μεγάλο επιταχυντή" (High-Luminosity LHC), νέες στοές θα συνδεθούν στο υπόγειο τούνελ του LHC, ενώ νέες τεχνολογίες υπεραγώγιμων μαγνητών θα δοκιμασθούν για πρώτη φορά. Ακόμη, όλα τα πειράματα του LHC (Atlas, CMS, Alice, LHcb) θα αναβαθμίσουν ζωτικά μέρη των ανιχνευτών τους μέσα στην επόμενη διετία.
