Large Hadron ColliderPe 22 aprilie, la Geneva, a fost anunţată stabilirea unui nou record de luminozitate la acceleratorul Large Hadron Collider de la CERN. Este vorba despre un record la acceleratoare ce folosesc hadroni, cu o valoare cu circa 15% mai mare decât recordul anterior.

 

 

 

Recordul anterior fusese stabilit la acceleratorul Tevatron, de la Fermilab, din Statele Unite ale Americii.

Ce este această luminozitate şi de ce este importantă?

Recent, după o perioadă de întrerupere în timpul iernii (pentru a limita consumul de energie electrică) acceleratorul de la Geneva, Large Hadron Collider (LHC) a repornit ajungând rapid să stabilească un nou record în „luminozitate” la acceleratoare de tip hadronic, deci cele care folosesc fascicule de particule alcătuite din quarcuri (LHC foloseşte fascicule de protoni).

Ce este LHC?
Acceleratorul Large Hadron Collider, împreună cu echipamentele conexe instalate acolo, reprezintă una dintre cele mai importante aventuri ale spiritului uman. Nu atât din punct de vedere financiar (în sectorul militar se cheltuiesc mult mai mulţi bani), cât din punctul de vedere al explorării unor noi aspecte ale naturii şi a legilor acesteia.

 

Scopul LHC este de a răspunde la întrebări încă fără răspuns privind natura Universului, realizând şi studiind interacţiuni între fascicule de protoni ori ioni de plumb, la energii foarte înalte.


LHC este un accelerator de formă (aproximativ) circulară, instalat într-un tunel la circa 100 de metri sub pământ între Elveţia şi Franţa, cu o lungime (circumferinţă) de aproximativ 27 de kilometri. Obiectivul acestui accelerator este de a realiza şi studia interacţiuni între fascicule de protoni sau ioni de plumb, la energii record, în încercarea de a găsi răspunsuri la întrebări profunde despre lumea ce ne înconjoară şi despre Univers, în ansamblul său. Miile de magneţi care sunt folosiţi la LHC nu sunt magneţi obişnuiţi, ci magneţi construiţi din materiale speciale care funcţionează în aşa-numitul regim de supraconductibilitate – adică consumă foarte puţin curent electric, însă doar atunci când sunt răciţi la temperaturi extrem de joase, adică circa 2.3 K (circa -270 C!!!), cu ajutorul heliului lichid.

 

Large Hadron Collider
Large Hadron Collider (viziune artist)



Folosirea acestui tip de magneţi este necesară - altfel costul energiei electrice ar fi enorm. Energia la care sunt acceleraţi protonii într-un fascicul la ora actuală este de aproximativ 3.5-4 TeV. În fizica particulelor elementare unitatea de energie este aşa-numitul electron-Volt (eV), ceea ce corespunde energiei câştigate de un electron care străbate un câmp electric cu o diferenţă de potenţial de 1 Volt. 1 TeV înseamnă o mie de miliarde de eV!

Această energie este de circa 4,000 de ori mai mare decât masa de repaus a protonului (care este circa 1 GeV) şi viteza la care circulă protonii în cadrul LHC-ului este foarte apropiată de viteza luminii, fiind necesar să ţinem cont de teoria relativităţii pentru a face ca LHC să funcţioneze aşa cum trebuie. Două fascicule de protoni care circulă în direcţii contrare se ciocnesc violent şi dau naştere la noi particule (prin conservarea energiei E=mc2). Energia extrem de mare - energie record, nici un alt accelerator nu a ajuns la energii aşa de mari - face ca numărul de particule care se pot forma în starea finală, după ce protonii au interacţionat, să fie de câteva mii.

 

Ce este luminozitatea unui accelerator de particule?

În noaptea dintre 21 şi 22 aprilie 2011 la LHC a fost stabilit un nou record de”luminozitate” pentru acceleratoare ce folosesc hadroni.

În domeniul acceleratoarelor de particule, luminozitatea este o mărime care indică numărul de coliziuni (ciocniri) care au loc într-un accelerator: cu cât este mai mare numărul de coliziuni, cu atât este mai mare luminozitatea. Numărul evenimentelor care sunt studiate la un accelerator creşte direct proporţional cu numărul acestor coliziuni, deci cu luminozitatea.

Rezultă că luminozitatea este un parametru fundamental pentru un accelerator. De exemplu, numărul bosonilor Higgs (aşa-numita particulă a lui Dumnezeu, chiar dacă numele nu este corect) depinde de numărul de coliziuni între protoni, deci de luminozitate (depinde, evident, şi de alţi parametri, cum ar fi energia fasciculelor).

 

Luminozitatea este o mărime care indică numărul de coliziuni (ciocniri) ce au loc în acceleratorul de particule.



La LHC parcă s-a produs un fel de electricitate statică în aer, cu acest nou record; experimentele vor funcţiona până la sfârşitul lui 2012 (când LHC va intra într-o perioadă de modernizare pentru a putea creşte energia fasciculelor de protoni), când sunt şanse mari să se ajungă la concluzii importante legate de bosonul Higgs. Mulţi cercetători speră chiar că va fi observat până atunci; mai mult, există anumite zvonuri, neconfirmate însă, că ar putea deja exista anumite semnale generate de bosonul Higgs. În cazul în care vor fi observaţi bosonii Higgs, va fi extrem de important să aflăm câţi bosoni Higgs există, întrucât numărul lor furnizează indicii foarte importante despre o posibilă teorie de "dincolo de Modelul Standard" (eventuala teorie supersimetrică sau cea a corzilor, "String Theory").

LHC, o aventură a spiritului uman
LHC este deci cu un pas mai aproape de dezvăluirea misterelor naturii, reprezentând o fascinantă aventură a noastră, a tuturor, o aventură a omenirii. Rezultatele obţinute ne vor îmbogăţi bagajul de cunoştinţe despre Univers şi despre legile acestuia.

Pe de altă parte, descoperirile de la LHC ar putea deschide poarta unor noi şi neimaginate aplicaţii tehnice, care să ne îmbunătăţească ulterior viaţa. Una dintre acestea, şi anume o nouă modalitate de achiziţie şi analize de date şi schimb de informaţii, GRID, utilizată în cadrul experimentelor de la LHC, ar putea avea aplicaţii imediate în biologie sau în programele care efectuează previziunile meteorologice.

 

 

Autoarea mulţumeşte pentru colaborare  dnei Diana Sirghi.

Write comments...
symbols left.
You are a guest ( Sign Up ? )
or post as a guest
Loading comment... The comment will be refreshed after 00:00.

Be the first to comment.