Najväčšia mraznička na svete. Urýchľovač častíc v CERN-e oslavuje výročie

Najväčší a najvýkonnejší urýchľovač častíc na svete bol do skúšobnej prevádzky uvedený 10. septembra 2008.

Urýchľovač tvorí kruhový tunel umiestnený v hĺbke 50 až 150 metrov pod zemou. Nachádza sa na území medzi pohorím Jura vo Francúzsku a Ženevským jazerom vo Švajčiarsku. Za takmer tri miliardy eur ho vybudovalo Európske laboratórium jadrového výskumu (CERN) s cieľom skúmať elementárne častice, z ktorých sa skladá nám známy svet. Jednou z ciest k tomuto poznaniu je simulovať podmienky, aké panovali vo vesmíre bezprostredne po jeho zrode. A práve to je úlohou obrovského urýchľovača.

Princípom svojho fungovania pripomína urýchľovač obrovskú centrifúgu, ktorá dokáže pomocou silného magnetického poľa udeliť vysokú rýchlosť tenkému zväzku iónov olova či protónov. Presnejšie povedané ide obvykle o dva zväzky, z ktorých každý obieha opačným smerom. Po získaní potrebnej rýchlosti sa lúče čelne zrazia, pričom vznikne spŕška nových častíc, medzi ktorými vedci hľadajú dôkazy svedčiace o existencii doteraz iba predpokladaných či dokonca úplne neznámych entít.

Kinetická energia každého zväzku protónov v urýchľovači má hodnotu siedmich teraelektrónvoltov (TeV). Pre predstavu: kinetická energia letiaceho komára dosahuje približne jedného TeV. Na prvý pohľad teda nie je energia udelené časticiam v urýchľovači nijak veľká. Rozdiel je v tom, že protón je o 12 rádov menšie ako komár a tomu zodpovedajú aj dôsledky, ktoré pre neho zrážka má.

Mimochodom, vzhľadom k zanedbateľným rozmerom protónov je pravdepodobnosť ich zrážky mimoriadne malá. Vedci ju prirovnávajú k pravdepodobnosti, že sa dve ihly vystrelené zo vzdialenosti desať kilometrov proti sebe stretnú uprostred letu.

Urýchlenie častíc a ich stlačenie do čo možno najtenšieho zväzku má na starosti sústava približne 9600 supravodivých elektromagnetov niekoľkých typov. Tie k svojmu fungovaniu potrebujú teplotu mínus 271 stupňov Celzia. S istou nadsádzkou tak možno LHC označiť za najväčšiu mrazničku na svete.

Také zložité technické zariadenie, akým urýchľovač je, sa čas od času nevyhne problémom. Už krátko po začatí skúšobnej prevádzky v septembri 2008 spôsobila chyba na jednom z elektromagnetov vážnu poruchu urýchľovača. Jej odstránenie trvalo technikom 14 mesiacov.

V roku 2013 bolo zariadenie odstavené kvôli modernizácii a zvýšeniu výkonu, vylepšený urýchľovač bol opäť spustený o dva roky neskôr. Vedci potom oznámili, že sa v zariadení podarilo uskutočniť zrážky častíc o rekordnej sile 13 teraelektrónvoltov (TeV), čo je dvojnásobok výkonu pred výlukou.

Nie je tajomstvom, že hlavným poslaním LHC je potvrdiť existenciu Higgsovho bozónu. Ide o súčasť takzvaného štandardného modelu časticovej fyziky, ktorá podľa mnohých vedcov hrá kľúčovú úlohu vo vysvetlení pôvodu hmotnosti ostatných elementárnych častíc. A hon na "božskú časticu" už priniesol výsledky. V lete 2012 vedci oznámili, že zachytili častici, ktorá sa svojimi charakteristikami Higgsovho bozónu podobá. A v marci 2013 objav na základe ďalších experimentov potvrdili. A tento rok v auguste CERN oznámila, že sa jej podarilo dokázať rozpad Higgsovho bozónu na dva takzvané kvarky b, čiže spodnú kvarky.

Trochu v tieni hľadaní Higgsovho bozónu zostávajú výsledky ďalších experimentov. V decembri 2011 oznámili vedci, že sa im práve vďaka tomuto zariadeniu podarilo zachytiť do tej doby nespozorovanú časticu zvanú Chi_b (3P).

Väčšiu pozornosť ale vyvolal experiment vykonaný v septembri 2011. Z neho totiž vyplynulo, že elementárna častica zvaná neutríno je schopná prekonať rýchlosť svetla, považovanú podľa Einsteinovej teórie relativity za neprekročiteľnú. Senzácia však skončila blamážou. Ukázalo sa totiž, že výsledok pokusu zásadne skreslila chyba merania.

V júli 2015 potom vedci oznámili objav pentakvarku, čo bola doteraz iba predpokladaná subatomárna častica, a vlani v júli ohlásili nález novej subatomárnej častice (jednalo sa o typ baryonu), od ktorej si sľubovali lepšie pochopenie súdržnosti hmoty.

Cookies

Na našich stránkach používame cookies. Slúžia na zlepšenie našej práce a vášho zážitku z čítania HNonline.sk. Bližšie informácie nájdete v Pravidlách používania cookies. Spracovanie a správu cookies nastavíte priamo vo Vašom prehliadači.