Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων

Ο LHC (Large Hadron Collider, στα ελληνικά Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων ( Συγκρουόμενων Δεσμών Αδρονίων)) είναι ένας επιταχυντής στοιχειωδών σωματιδίων (αδρονίων) στο ευρωπαϊκό κέντρο πυρηνικών ερευνών CERN της Γενεύης. Οι δέσμες πρωτονίων κατά την αυτή φορά άρχισαν να κυκλοφορούν στον επιταχυντή στις 10 Σεπτεμβρίου του 2008, σύντομα όμως παρουσιάστηκε πρόβλημα στους μαγνήτες του επιταχυντή. Έτσι η έναρξη της κανονικής του λειτουργίας μετατέθηκε αρχικά για την άνοιξη και πλέον για το καλοκαίρι του 2009.

 Ο LHC είναι ο μεγαλύτερος σε μέγιστη ενέργεια επιταχυντής στον κόσμο. Κατασκευάστηκε από το ευρωπαϊκό κέντρο πυρηνικών ερευνών (CERN) μεταξύ του 1998 και 2008 σε συνεργασία με περισσότερους από δέκα χιλιάδες φυσικούς και εκατοντάδες πανεπιστήμια και εργαστήρια σε περισσότερες από εκατό χώρες. Ο επιταχυντής βρίσκεται σε μια σήραγγα περιφέρειας 27 χιλιομέτρων (προϋπάρχουσα υπόγεια σήραγγα του επιταχυντή LEP) και σε βάθος 175 μέτρων κάτω από τα σύνορα Γαλλίας - Ελβετίας κοντά στη Γενεύη.Οι πρώτες συγκρούσεις δεσμών πρωτονίων επιτεύχθηκαν το 2010 με ενέργεια 3.5 TeV ανά δέσμη. Μετά από αναβαθμίσεις έφτασε τα 6.5 TeV ανά δέσμη (13 ΤeV συνολική ενέργεια σύγκρουσης). Στα τέλη του 2018 ξεκίνησε μια διετής περίοδος αναστολής λειτουργίας του επιταχυντή για περαιτέρω αναβαθμίσεις. Ο επιταχυντής έχει τέσσερα σημεία διασταύρωσης, γύρω από τα οποία τοποθετούνται επτά ανιχνευτές, ο καθένας σχεδιασμένος ειδικά για συγκεκριμένα είδη έρευνας. Στον LHC συγκρούονται κατά κύριο λόγο δέσμες πρωτονίων αλλά μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν δέσμες βαρέων ιόντων. Ο στόχος των ανιχνευτών του LHC είναι να επιστρέψει στους φυσικούς να δοκιμάσουν τις προβλέψεις των διαφόρων θεωριών της σωματιδιακής φυσικής, συμπεριλαμβανομένης της μέτρησης των ιδιοτήτων του μποζονίου Χίγκς και την αναζήτηση νέων σωματιδίων που προβλέπονται από υπερσυμμετρικές θεωρίες καθώς και άλλα άλυτα ζητήματα της φυσικής. Δύο πειράματα γενικού σκοπού, το ATLAS και το CMS, ένα πείραμα που ερευνά b-κουάρκ, το LHCb, και ένα επικρεντρωμένο σε έρευνες σχετικά με το πλάσμα κουάρκ-γκλουονίων, το ΑLICE, αποτελούν τα τέσσερα κύρια πειράματα του LHC. Ο Μέγας Επιταχυντής Ανδρονίων, μετά την ανακοίνωση της 4ης Ιουλίου 2012 είναι πολύ κοντά στην ταυτοποίηση, του σωματίδιο Χιγκς (Higgs Boson), η έως τώρα μη παρατήρηση του οποίου είναι ένας από τους 'χαμένους κρίκους' του Καθιερωμένου Μοντέλου της σωματιδιακής φυσικής. Η επιβεβαίωση της ύπαρξης του σωματιδίου Χιγκς θα ερμηνεύσει πώς τα υπόλοιπα στοιχειώδη σωματίδια αποκτούν μάζα κατά το μοντέλο Χιγκς. Η τυχόν επαλήθευση της ύπαρξης του μποζονίου Χιγκς θα αποτελέσει και ένα πολύ σημαντικό βήμα στην αναζήτηση μίας Μεγάλης Ενοποιημένης Θεωρίας που προσπαθεί να ενοποιήσει τρεις από τις τέσσερις Θεμελιώδεις αλληλεπιδράσεις: τον ηλεκτρομαγνητισμό, την ισχυρή αλληλεπίδραση, και την ασθενή αλληλεπίδραση. Το μποζόνιο Χιγκς μπορεί επίσης να βοηθήσει να εξηγηθεί γιατί η απομείνουσα αλληλεπίδραση, η βαρύτητα, είναι τόσο ασθενής σε σύγκριση με τις άλλες τρεις. Στις 30 Μαρτίου του 2010 σημειώθηκε το ιστορικό ρεκόρ της σύγκρουσης δεσμών με συνδυασμένη ισχύ 7 TeV (= Τέρα-ηλεκτρονιοβόλτ). Η ισχύς αυτή είναι η μεγαλύτερη μέχρι σήμερα και ο αρχικός στόχος που τελικά επετεύχθη μετά από αλλεπάλληλες διακοπές λόγω τεχνικών προβλημάτων που στοίχισαν πολύμηνες καθυστερήσεις και δαπανηρές επισκευές. Η ενέργεια που εκλύθηκε απ΄ αυτή τη σύγκρουση υπολογίσθηκε θεωρητικά ότι είναι ίση μ΄ εκείνη που θα απελευθέρωνε ένα όχημα αν προσέκρουε σε τοίχο με την ταχύτητα του ήχου!. Μετά απ΄ αυτή την επιτυχία έγινε η συνέχιση της λειτουργίας του Επιταχυντή για ενάμισι περίπου χρόνο όπου ακολούθησε διακοπή, οπότε επανελέχθηκαν και επισκευάστηκαν ελαττωματικοί μαγνήτες. Στη συνέχεια ετέθη και πάλι σε λειτουργία και πραγματοποιήθηκαν συγκρούσεις ενέργειας 14 TeV. Σημείωση: 7 TeV = 7 τρισεκατομμύρια ηλεκτρονιοβόλτ. Το ηλεκτρονιοβόλτ είναι θεωρητική πολλαπλή μονάδα μέτρησης μεταξύ των οποίων και της ορμής. LHC - Ιστοσελίδα του LHC