Rusza LHC - największy akcelerator cząstek na świecie

Antymateria i cząstki kosmicznej ciemnej materii to niektóre zjawiska, które będą badać fizycy w ośrodku badawczym CERN pod Genewą. Dziś (10.09.2008) został tam uruchomiony Wielki Zderzacz Hadronowy - Large Hadron Collider (LHC) - największe na świecie urządzenie badawcze.

LHC to kołowy akcelerator cząstek elementarnych, znajdujący się w ośrodku badawczym CERN pod Genewą. LHC znajduje się w specjalnym kolistym tunelu, 100 metrów pod ziemią. Tunel ma średnicę ok. 9 km. Kiedy urządzenie przejdzie pomyślnie wszystkie testy, będą w nim przyspieszane dwie przeciwbieżne wiązki cząstek, najczęściej protonów. W odpowiednim momencie wiązki zostaną nakierowane na siebie i zacznie dochodzić do zderzeń cząstek. Właśnie te zderzenia będą przedmiotem badań fizyków. Ich obserwacja umożliwi lepsze poznanie początków wszechświata i budowy materii.

Reklama

Jak to działa?

Naukowcy wprowadzili dziś do akceleratora pierwszą wiązkę cząstek. Hadrony, czyli jądra atomów (w tym przypadku protony - jądra wodoru), będą w urządzeniu przyspieszane do energii 450 GeV (Gigaelektronowoltów). Elektronowolt to jednostka energii, prędkości i masy używana w fizyce cząstek elementarnych. Dla porównania, 1 GeV to mniej więcej energia pojedynczego protonu w stanie spoczynku.

Te eksperymenty to swego rodzaju podróż w czasie. Chodzi o to, że kiedy zderzą się ze sobą rozpędzone niemal do prędkości światła, gęsto skupione cząstki, to na ułamek sekundy we wnętrzu akceleratora zapanują warunki podobne do tych, jakie panowały na początku wszechświata. Obserwacja zjawisk zachodzących wtedy, pozwoli fizykom odpowiedzieć na wiele pytań, związanych z budową materii.

Materia, antymateria i ciemna materia

Celem naukowców eksperymentujących z LHC jest m.in. weryfikacja teorii mówiącej, że wszędzie wokół nas znajduje się niewidoczne pole kwantowe, zwane polem Higgsa. Cząstki tego pola (cząstki Higgsa) wywierałyby wpływ na znane cząstki elementarne i w ten sposób wpływałyby na ich masę. Istnienie pola Higgsa to jedno z możliwych wyjaśnień faktu, że cząstki elementarne, chociaż pod względem różnych właściwości, są do siebie bardzo podobne, różną się od siebie masą. Problem ten nurtuje fizyków od dawna.

Poza tym fizycy mają nadzieję na odkrycie przy pomocy LHC tzw. cząstek supersymetrycznych - nowego rodzaju materii, którego istnienie postulują teorie fizyczne. Odkrycie cząstek supersymetrycznych byłoby krokiem do zrozumienia natury tzw. ciemnej materii. Chodzi o wykryte przez astronomów w kosmosie skupiska materii, która nie wysyła żadnego wykrywalnego promieniowania, ale tworzy pole grawitacyjne - dzięki temu wiadomo, że musi mieć masę. Obliczenia wskazują, że ciemnej materii jest kilkakrotnie więcej niż zwykłej, znanej nam. Poza tym naukowcy przypuszczają, że nieznanych form materii jest więcej a ta, którą znamy, stanowi zaledwie ok. 5 proc. masy wszechświata.

Kolejnym przedmiotem badań fizyków w CERN jest antymateria. Wiadomo, że każda cząstka elementarna ma swój odpowiednik, który zasadniczo różni się od niej tym, że ma ładunek elektryczny o przeciwnym znaku. Czyli antyproton jest cząstką o masie i innych własnościach protonu, ale o ujemnym ładunku, zaś antyelektron (inaczej pozytron) ma masę elektronu, ale ładunek dodatni. Inną znaną własnością antymaterii jest to, że gdy cząstka antymaterii zetknie się z cząstką materii to obie ulegają anihilacji, czyli znikają zamieniając się w fotony - czystą energię.

Więcej na ten temat w INTERIA.TV

Więcej o Wielkim Zderzaczu Hadronów w serwisie Fakty INTERIA.PL

Dowiedz się więcej na temat: urządzenie | eksperyment | naukowcy | antymateria | CERN | akcelerator | LHC

Reklama

Najlepsze tematy

Reklama

Strona główna INTERIA.PL

Polecamy

Rekomendacje