Újraindították a világ legnagyobb részecskegyorsítóját

A Genf mellett, a francia-svájci határon, 100 méter mélységben, egy 27 kilométer hosszúságú, 3 méter átmérőjű alagútban működő, Európai Nukleáris Kutatási Szervezet (CERN) nagy hadronütköztetőjét (LHC) 2008-ban helyezték üzembe. A kísérletek során a csaknem fénysebességre felgyorsított, egymással szemben haladó protonnyalábokat ütköztetnek, e „karambolok” eredményeként új elemi részecskék keletkeznek, általában igen rövid élettartammal. Ezek tanulmányozásával a kutatók az anyag tulajdonságait, valamint a világegyetem 13,7 milliárd évvel ezelőtti keletkezésének titkait igyekeznek megfejteni.

A 2010-2013-as időszakban, amikor 4-4 TeV, összesen 8 TeV energiával ütköztették a protonnyalábokat, fedezték fel a részecskefizika standard modelljének (SM) utolsó hiányzó elemét, a más részecskék tömegéért felelős „isteni” részecskét, a Higgs-bozont. 2013-ban fizikai Nobel-díjban részesült a részecskét megjósoló brit Peter Higgs és a belga Francois Englert.

2015. június 3-án, 10:40-kor újraindult az LHC.
Fotó: CERN

Mint a BBC összefoglalójában olvasható, 2015. június 3-án az operátorok, először körbevezették az LHC-ben, a két stabil protonnyalábot, majd ütköztették a 27 kilométeres alagút meghatározott pontjain, ahol hatalmas detektorok regisztrálják az ütközésekben keletkező „egzotikus” új részecskéket, valamint a szubatomi „törmeléket.” Szerda reggel ugyan akadtak problémák s kezdetben úgy tűnt, hogy le kell állítani a protonnyalábokat, ám a CERN mérnökeinek sikerült kijavítani az üzemzavart, megkezdhették az ütköztetéseket.

Fabiola Gianotti megválasztott főigazgató, aki januártól irányítja a CERN munkáját, úgy vélekedett, hogy a megnövelt nyalábenergiának köszönhetően megválaszolhatják a részecskefizika nagy kérdéseit. Ezek közé tartozik a szuperszimmetria elmélete (SUSY), mi szerint minden ismert részecskének létezik egy úgynevezett szuperpartnere.

A szuperszimmetria, amely egységes rendszerbe foglalja a fizikai kölcsönhatásokat és leírja a korai univerzumnak az ősrobbanás utáni első pillanatait, a standard modell sok problémáját képes megoldani, az ugyanis nem veszi figyelembe a gravitációt, s nem magyarázza meg a világegyetem 95-96 százalékát kitevő sötét anyag és sötét energia létezését sem.

A fizikusok még a 2013-as leállás előtt remélték felfedezni a szuperszimmetria elméletét alátámasztó jelenségeket, ám eddig semmiféle bizonyítékot nem találtak, így sokan úgy vélik, hogy a teóriát újra kell gondolni. Dan Tovey, a Sheffieldi Egyetem professzorának meggyőződése szerint viszont még nem kell lemondani az elméletről, a SUSY szolgáltatja ugyanis a legmegfelelőbb magyarázatokat a standard modell korlátait meghaladó kérdésekre.„Megismerhetjük azt is, hogy miként változik a ‘normális’ anyag sötét anyaggá. A nagy hadronütközető így valóságos sötétenergia-gyárrá válhat” – fogalmazott Dan Tovey professzor.

Magyar mérnökök, fizikusok és informatikusok is dolgoznak, akik már az előkészítési, karbantartási és fejlesztési munkákban is aktívan részt vettek az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpontból, az MTA Atommagkutató Intézetből, a Debreceni Egyetemről és az Eötvös Loránd Tudományegyetemről.