Pięć największych zagadek, które ma rozwiązać Wielki Zderzacz Hadronów
Największy na świecie akcelerator cząstek - LHC (Large Hadron Colider) zaczyna znowu pracę. Urządzenie będące największym stworzonym przez człowieka źródłem pola magnetycznego będzie poszukiwać odpowiedzi na podstawowe pytania dotyczące natury otaczającego nas świata.
Jeszcze w 2012 roku fizycy z instytutu CERN w Genewie, gdzie znajduje się LHC, oświadczyli, że udało im się uchwycić ślad istnienia bozonu cechującego, który ma nadawać masę. Niektórzy nazwali to "boską cząsteczką". Była to jednak nieco wymuszona interpretacja danych zebranych w ramach pracy dwóch detektorów ATLAS i CME. Fizycy oświadczyli wtedy, że doszli do kresu możliwości LHC i postanowili dołożyć nadprzewodników oraz przebudować obwody tak, aby osiągać dużo większe energie zderzeń.
Zagadka ciemnej materii
Gdy cel główny istnienia LHC - znalezienie bozonu cechującego - został zrealizowany wiele osób obawiało się, że skończy się finansowanie dalszych badań. Stało się jednak inaczej, pieniądze się znalazły, a przed naukowcami postawiono nowe cele, między innymi zrozumienie czym jest ciemna materia, której istnienie wynika z reguł matematycznych. Astrofizycy przekonują, że aż 75 proc. materii we wszechświecie jest niewidoczne, ale musi istnieć, ponieważ bez niej nie byłoby odpowiednio dużej grawitacji, aby gwiazdy utrzymały się na orbitach wokół centrum galaktyk. Jeśli naukowcy mają rację, cząsteczki ciemnej materii można uzyskać w wynik rozpadu bozonu Higgsa. Przy niemal dwukrotnie zwiększonej energii zderzeń - LHC doposażono z 8 TeV do 14 TeV - może udać się zaobserwować powstawanie ciemnej materii.
Kilka chwil po Wielkim Wybuchu
Badania w LHC mogą również pomóc w zrozumieniu natury zjawiska zwanego spontanicznym złamaniem symetrii - SUSY. W wielkim uproszczeniu, każdej z cząstek elementarnych powinien towarzyszyć jej odpowiednik. Na przykład elektron, który jest fermionem powinien mieć odpowiednika zwanego selektronem, który będzie bozonem. Złamane symetrie stają się widoczne dopiero przy wysokich energiach. Specjaliści podejrzewają, że na wczesnym etapie istnienia wszechświata nie dochodziło do spontanicznego złamania symetrii. Właśnie dlatego naukowcy planują odtworzenie kosmicznych warunków wczesnego wszechświata. Takiego, który istniał w jednej miliardowej części sekundy po hipotetycznym Wielkim Wybuchu. Według ich teorii, kosmos był wtedy bardzo gęsty i gorący, ale są to tylko niczym niepoparte przypuszczenia. Te eksperymenty rozpoczną się już w maju bieżącego roku.
Czym jest antymateria
Przy okazji naukowcy uważają, że uda się kontynuować badania antymaterii, czyli przeciwieństwa materii. Naukowcy uważają, że w zaraz po Wielkim Wybuchu, wszechświat tworzyła równa ilość materii i antymaterii. Ponieważ żyjemy w świecie materialnym, naukowcy uważają, że musiały istnieć jednak jakieś subtelne różnice w właściwościach materii i antymaterii i dlatego antymateria musiała zostać zniszczona niemal natychmiast. CERN stworzył już małe ilości antymaterii. W jednym z eksperymentów badacze zebrali 309 atomów antywodoru, ale antymateria została unicestwiona w błysku energii do którego doszło po kontakcie z materią. Antywodór zniknął po mniej więcej 17 minutach. Ponowne uruchomienie LHC pozwoli naukowcom kontynuować badanie unikalnych właściwości antymaterii.
Grawitacja i inne wymiary
Oprócz tego zapowiada się badania grawitacji i dodatkowych wymiarów czasoprzestrzeni. Naukowcy chcą zrozumieć, dlaczego grawitacja jest tak różna od innych sił przyrody. Możliwe jest, że nie czujemy w pełni jej skutków, ponieważ jest ona rozprowadzana w innych wymiarach. Uczeni mogą również dowiedzieć się więcej o nich samych. Trzeba w tym celu obserwować cząstki, które mogą istnieć tylko w nich. Być możne dzięki LHC zamiast supersymetrii zaproponowana zostanie nowa teoria wykorzystująca kwestię wszechświatów równoległych.
