Големият адронов сблъсък (LHC) е чудо на съвременната физика на частиците, което е позволило на изследователите да се спуснат в дълбочината на реалността. Произходът му се простира чак до 1977 г., когато сър Джон Адамс, бившият директор на Европейската организация за ядрени изследвания (ЦЕРН), предложи да се изгради подземен тунел, който да може да побере ускорител на частици, способен да достигне изключително високи енергии, според Документ за историята за 2015 г. от физика Томас Шьорнер-Садениус.
Проектът е официално одобрен двадесет години по-късно, през 1997 г. и строителството започва на пръстен с дължина 16 мили (27 километра), минаващ под френско-швейцарската граница, способен да ускорява частиците до 99,99% от скоростта на светлината и да ги разбие заедно. В рамките на пръстена 900 магнити насочват пакети от заредени частици в две противоположни посоки със скорост 11 245 пъти в секунда, като накрая ги обединяват за челен сблъсък. Съоръжението е способно да създава около 600 милиона сблъсъци всяка секунда, изхвърляйки невероятни количества енергия и, всеки път, екзотична и никога не виждана тежка частица. LHC работи с енергия 6,5 пъти по-висока от предишния рекордьор за ускоряване на частици, изхвърлилият Tevatron от Фермилаб в САЩ.
LHC струва общо 8 милиарда долара за изграждане, 531 милиона долара от които идват от САЩ. Над 8000 учени от 60 различни страни си сътрудничат в неговите експерименти. Ускорителят за пръв път включи лъчите си на 10 септември 2008 г., като се сблъска с частици само на десет милиона от първоначалната си интензивност на дизайна.
Преди да започне операциите, някои се опасяват, че новата атомна уредба ще унищожи Земята, може би чрез създаване на всепоглъщаща черна дупка. Но всеки уважаван физик би заявил, че подобни притеснения са неоснователни.
"LHC е безопасен и всяко предположение, че може да представлява риск, е чиста измислица", каза генералният директор на CERN Робърт Аймар пред LiveScience в миналото.
Това не означава, че съоръжението не би могло да бъде вредно, ако се използва неправилно. Ако щракнете с ръка в лъча, който фокусира енергията на самолетоносача при движение надолу до ширина, по-малка от милиметър, той би направил дупка право през него и тогава излъчването в тунела ще ви убие.
Географски изследвания
През последните 10 години LHC разбива атомите заедно за двата си основни експеримента, ATLAS и CMS, които работят и анализират данните си отделно. Това е, за да се гарантира, че нито една колаборация не влияе върху другата и че всяка от тях проверява експеримента на сестра си. Инструментите са генерирали повече от 2000 научни труда по много области на фундаменталната физика на частиците.
На 4 юли 2012 г. научният свят наблюдаваше със затаен дъх, докато изследователи от LHC обявиха откриването на бозона на Хигс, последното парче пъзел в теория на пет десетилетия, наречена Стандартен модел на физиката. Стандартният модел се опитва да отчете всички известни частици и сили (с изключение на гравитацията) и техните взаимодействия. През 1964 г. британският физик Питър Хигс написа статия за частицата, която сега носи неговото име, обяснявайки как масата възниква във Вселената.
Хигс всъщност е поле, което прониква цялото пространство и влачи всяка частица, която се движи през него. Някои частици се движат по-бавно през полето и това съответства на по-голямата им маса. Бозонът на Хигс е проява на това поле, което физиците преследваха в продължение на половин век. LHC е изрично построен, за да превземе окончателно тази неуловима кариера. В крайна сметка установявайки, че Хигс е имал 125 пъти по-голяма маса от протона, и Питър Хигс, и белгийският физик-теоретик Франсоа Енглерт получиха Нобеловата награда през 2013 г. за предсказване на нейното съществуване.
Дори с Хигс в ръка физиците не могат да си починат, тъй като стандартният модел все още има някои дупки. От една страна, тя не се занимава с гравитацията, която е обхваната най-вече от теориите за относителността на Айнщайн. Това също не обяснява защо Вселената е направена от материя, а не от антиматерия, която би трябвало да е създадена в приблизително равни количества в началото на времето. И е напълно мълчалив за тъмната материя и тъмната енергия, които тепърва трябваше да бъдат открити при първото й създаване.
Преди LHC да се включи, много изследователи биха казали, че следващата велика теория е тази, известна като суперсиметрия, която добавя подобни, но много по-масивни партньори близнаци към всички известни частици. Един или повече от тези тежки партньори биха могли да бъдат перфектен кандидат за частиците, съставляващи тъмна материя. И суперсиметрията започва да се справя с гравитацията, обяснявайки защо тя е толкова по-слаба от другите три основни сили. Преди откритието на Хигс някои учени се надяваха, че бозонът ще се окаже малко по-различен от това, което предвиждаше Стандартният модел, намеквайки за нова физика.
Но когато Хигс се появи, беше невероятно нормално, точно в масовия диапазон, където Стандартният модел каза, че ще бъде. Въпреки че това е голямо постижение за Стандартния модел, той остави физиците без добри резултати да продължат. Някои започнаха да говорят за изгубените десетилетия, преследвайки теории, които звучат добре на хартия, но изглежда не отговарят на реалните наблюдения. Мнозина се надяват, че следващите тиражи за приемане на данни на LHC ще помогнат да се изчисти част от тази каша.
LHC затвори през декември 2018 г., за да премине през две години на ъпгрейди и ремонти. Когато се върне онлайн, той ще може да разбие атомите заедно с леко увеличение на енергията, но с двойно по-голям брой сблъсъци в секунда. Какво ще намери тогава е предположението на някой. Вече се говори за още по-мощен ускорител за частици, който да го замести, разположен в същата зона, но четири пъти по-голям от LHC. Огромната подмяна може да отнеме 20 години и 27 милиарда долара за изграждането им.
