Dobiegła końca planowa przerwa techniczna w pracy Wielkiego Zderzacza Hadronów. W najbliższych dniach energia zderzeń niemal trzykrotnie przekroczy dotychczasowy rekord - informuje rzecznik Instytutu Problemów Jądrowych (IPJ) w Świerku, dr Marek Pawłowski.
Klaskanie protonów
Po planowej przerwie technicznej, wewnątrz tunelu akceleratora LHC w Genewie znów zaczyną krążyć protony. Tym razem energia obu wiązek będzie jednak większa: zostaną one rozpędzone w taki sposób, aby każdy proton miał energię 3,5 TeV (teraelektronowolta). Wiązki biegną w przeciwnych kierunkach, co oznacza, że w punktach ich przecięć dojdzie do zderzeń przy energii 7 TeV - niemal trzykrotnie większej od dotychczasowego rekordu.
- Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z oczekiwaniami, w najbliższych miesiącach zbierzemy bardzo cenne dane naukowe - zapowiada prof. Grzegorz Wrochna, dyrektor Instytutu Problemów Jądrowych w Świerku. Przypomnijmy: polscy fizycy uczestniczyli w budowie aż trzech wielkich multidetektorów.
W akceleratorze LHC przez co najmniej rok będą badane zderzenia protonów przy energii 7 TeV. - Przewiduje się, że w tym czasie będą koniecznie jedynie krótkie, tygodniowe przerwy techniczne. Docelowo w LHC ma dochodzić do zderzeń o energii dwukrotnie większej - aż 14 TeV. Odpowiada ona mniej więcej energii wyzwalanej przy każdym zderzeniu dłoni podczas klaskania. Wyjątkowość Wielkiego Zderzacza Hadronów polega na tym, że energia ta jest skoncentrowana w niezwykle małej objętości, odpowiadającej rozmiarami pojedynczej cząstce elementarnej - podkreśla dr Marek Pawłowski.
„Nie bez niespodzianek”
Poddano analizie także te dane, które uzyskano na skutek poprzednich zderzeń. - Nie obyło się bez niespodzianek – komentuje dr Pawłowski. Podczas rozruchu Wielkiego Zderzacza Hadronów jesienią ubiegłego roku, fizykom udało się doprowadzić do zderzeń protonów przy energiach 2,4 TeV. Już ta wartość wystarczyła, by ustanowić światowy rekord (największy konkurent LHC, amerykański Tevatron w amerykańskim laboratorium Fermilab, pracuje przy energii 1,9 TeV).
W trakcie wstępnych analiz wyników LHC napotkano pierwszą zagadkę - liczba cząstek, które powstawały w pobliżu punktów zderzeń protonu z protonem i rozbiegały się na boki pod dużymi kątami, była znacznie większa od oczekiwanej. - To trochę jak z analizami giełdowymi - wyjaśnia prof. Jan Królikowski z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego. - Służą one ustaleniu, jak zmienia się wartość akcji wraz z upływem czasu, dzięki czemu można przewidywać zachowania giełdy w kolejnych miesiącach. My próbujemy opisać, jak zmienia się liczba cząstek powstających w zderzeniach wraz ze wzrostem ich energii.
Dotychczasowe modele, zbudowane na podstawie zderzeń przy mniejszych energiach, okazały się zawodne. Przewidywały wzrost liczby cząstek na poziomie 18 proc., podczas gdy z pomiarów wynika, że było ich aż 28-30 proc. więcej.
Rekordowo szybkie publikacje
O tym, że publikacje na temat wyników LHC mnożyły się błyskawicznie, pisaliśmy już jakis czas temu. Rezultaty analiz pomiarów przeprowadzonych jesienią zostały już opublikowane przez zespoły pracujące przy detektorach CMS i ALICE, a w najbliższym czasie swoje opracowanie zaprezentuje grupa z detektora ATLAS. Zdaniem dra Pawłowskiego, tak krótki czas przygotowania publikacji jest dowodem, że fizykom udało się rozwiązać wszystkie problemy związane z obsługą gigantycznych detektorów przy Wielkim Zderzaczu Hadronów. - Wystarczy sobie wyobrazić, że każdy detektor zawiera około stu milionów kanałów elektronicznych, z których każdy musi być osobno kalibrowany - mówi prof. Królikowski.
Zaobserwowany wzrost liczby cząstek powstających w zderzeniach prawdopodobnie nie doprowadzi naukowców do odkrycia jakiegoś głębszego mechanizmu fizycznego. Daje jednak przedsmak tego, co czeka fizykę w najbliższych miesiącach. - Wkraczamy w zupełnie nowy obszar badań - uważa prof. Królikowski.
Przeczytaj o Zderzaczach, które dopiero powstaną
(ew/pap)
