stanford-oval/wikipedia huggingface dataset:
מאיץ LHC
הפעלת המאיץ ותקלות שהתגלו לאחר הפעלתו

הרכבת המאיץ ורוב חלקי הגלאים הסתיימה ב-2008, וזאת לאחר דחיות רבות. המאיץ הופעל לראשונה ב-10 בספטמבר 2008 בשעה 9:30 (שעון שווייץ). לאחר תשעה ימי הפעלה התגלתה תקלה חמורה שתיקונה ארך כשנה לערך - התחממות המגנטים הדיפוליים גרמה לדליפת הליום, שהשביתה את המאיץ עד ספטמבר 2009. באוקטובר 2009, לאחר החלפת 57 מגנטים, הופעל המאיץ במתח נמוך בקטע אחד, לצורך בדיקה. התגלה כי אחד מחלקי המערכת מתחמם מעל סף הבטיחות ולכן האוטומט המפקח על בטיחות המערכת שיתק מיד את כל המערכת. בדיעבד הסתבר כי ציפור הפילה חתיכת לחם על אחד החלקים, וזו הסיבה כנראה לקצר מקומי שנגרם לאותו חלק. ב־21 בנובמבר 2009 חזר המאיץ לפעול. שתי אלומות ניסיוניות ברמת אנרגיה נמוכה, שנשלחו זו לקראת זו, הפגישו שני פרוטונים. הניסוי היה בעוצמה של גיגה-אלקטרון-וולט, שהיא כשליש מהאנרגיה הדרושה למציאת חלקיק בוזון היגס. הניסוי נועד בעיקר לכיול מערכות המאיץ ובדיקת מכשור תחנת הניסיונות. ב-30 בנובמבר שלחו בהצלחה אלומת פרוטונים בעוצמת אנרגיה של 1.18 טרה-אלקטרון-וולט (TeV) ובכך עברו את שיא ההספק הקודם מ-2001, שהיה של 0.98 טרה-אלקטרון-וולט (הושג במעבדות פרמי בארצות הברית). לקראת סוף דצמבר הופעל המאיץ בעוצמה של 2.36 טרה-אלקטרון-וולט. ב-30 במרץ 2010 נקבע במאיץ השיא הנוכחי, של 7 טרה-אלקטרון-וולט, בהתנגשות בין אלומות של פרוטונים.
מטרות הניסוי

מרבית הניסויים הפיזיקליים בהווה ובעבר התקיימו באנרגיות נמוכות יחסית, וזאת משום שהקניית אנרגיה רבה לחלקיקים בודדים היא פעולה מסובכת ויקרה. מסיבה זו, תמונת התופעות שמתרחשות באנרגיות נמוכות מובנת למדי. על מנת להרחיב את מאגר הידע הפיזיקלי הן לגבי תופעות נדירות בנות ימינו שמתרחשות באנרגיות גבוהות והן לגבי תופעות שהתרחשו באופן תדיר ביקום הקדום, בשנייה הראשונה שאחרי המפץ הגדול, יש צורך במתקני ניסוי דוגמת LHC. הניסויים שנערכו באמצעות LHC נותנים הזדמנות נדירה לחקור באופן מבוקר תופעות ייחודיות, שהבנתן תאפשר קבלת תמונה רחבה ומדויקת יותר של הרכב היקום, וכן שחזור בקנה מידה קטן של התנאים ששררו בעברו הקדום.
למאיץ LHC חשיבות רבה עבור פיזיקת החלקיקים. הוא יוכל לסייע בפתרון מספר בעיות פתוחות של ענף זה ולהרחיב את תמונת החלקיקים היסודיים.
מטרות הניסוי > בוזון היגס והמודל הסטנדרטי

אחת הסיבות העיקריות שלשמן נבנה מאיץ LHC היא חיפוש אחר בוזון היגס, המהווה מרכיב מרכזי במודל הסטנדרטי של החלקיקים היסודיים. למעשה, ללא קיומו של בוזון היגס, המודל הסטנדרטי אינו מצליח להסביר את היותם של פרמיונים ובוזוני W ו-Z בעלי מסה, ובמילים אחרות, התמונה הנוכחית של החלקיקים האלמנטריים תלויה בקיומו של בוזון זה.
בוזוני היגס הם חלקיקים וירטואליים הנוצרים ונעלמים באופן ספונטני. שאר חלקיקי המודל הסטנדרטי מקיימים אינטראקציה עם בוזון היגס, גם אם הוא וירטואלי. מנגנון היגס, המבוסס על שבירת סימטריה ספונטנית, מראה כיצד עוצמת האינטראקציה קשורה למסת הפרמיונים ומדוע לבוזוני W ו-Z יש מסה.
על מנת להוכיח את קיומו של בוזון היגס היה צורך לייצר בוזון היגס ממשי (לא וירטואלי) ולגלות את תוצרי ההתפרקות שלו.
ב-4 ביולי 2012, שתי קבוצות המחקר העיקריות במאיץ החלקיקים, ATLAS ו-CMS, דיווחו בנפרד על קיום חלקיק במסה של 125 GeV/C2 (מסה של 133 פרוטונים, סדר גודל של 10-25 ק"ג), דבר המתיישב עם ערך צפוי לבוזון היגס. החוקרים ציינו שדרושה עבודה נוספת כדי לאשר שזהו אכן בוזון היגס ולא חלקיק לא-מוכר אחר בעל תכונות הדומות לתכונות התאורטיות של בוזון היגס.
ב-14 במרץ 2013 הודיעו הפיזיקאים במאיץ החלקיקים בשווייץ כי הם משוכנעים במידה רבה שהחלקיק אותו הם גילו הוא אכן בוזון היגס. על גילוי החלקיק הוענק פרס נובל לפיזיקה לפיטר היגס ולפרנסואה אנגלר.
במסגרת המודל הסטנדרטי נערכו באמצעות LHC מדידות נוספות שאמורות המשפרות את דיוקן של מדידות קודמות שנעשו במאיץ LEP וב-Tevatron. בין השאר, ייעשה ניסיון לקבוע בצורה מדויקת את מסתו של קווארק t שהתגלה בשנת 1995. מציאת המסה תיעשה בעזרת שחזור הקווארק קצר-החיים מתוך תוצרי ההתפרקות שלו. מדידות נוספות יעסקו בתהליכים שבהם נוצרים בוזוני W ו-Z. תחום נוסף שייחקר ב-LHC הוא שבירתה של סימטריית CP. שבירת סימטריה זו קשורה לפער העצום שבין כמות החומר לכמות האנטי-חומר ביקום.
מטרות הניסוי > סופר-סימטריה

מספר תאוריות חדשות, המנסות להרחיב את המודל הסטנדרטי, ייבדקו ב-LHC. המרכזית שבהן, סופר-סימטריה, חוזה את קיומו של אוסף חלקיקים המקביל לחלקיקי המודל הסטנדרטי המוכרים. חלקיקים אלו נקראים שותפי-על. אם תאוריה זו נכונה, צפוי להתגלות בניסוי מספר רב של חלקיקים חדשים. מסתם של חלקיקים אלו תהיה גדולה יחסית (אחרת הם היו מתגלים בניסויים קודמים). קרוב לוודאי שחלקיקים אלו קצרי-חיים, ועל כן שחזורם ייעשה בעזרת תוצרי התפרקותם, אולם ייתכן שאחד החלקיקים הסופר-סימטריים יציב ונייטרלי מבחינת מטענו החשמלי. חלקיק זה לא יגיב עם הגלאים, ונוכחותו תאותר באמצעות מציאת אנרגיה חסרה. לקיומו של חלקיק מסיבי ויציב כזה משמעות רבה, משום שהוא יכול להוות מרכיב מרכזי של החומר האפל שביקום.
מטרות הניסוי > ממדים נוספים

למאיץ LHC תהיה יכולת ייחודית לבדוק מספר תחזיות הקשורות לתורת המיתרים, תאוריה מדעית חדשה יחסית המנסה לשלב בין ארבעת כוחות היסוד שבטבע, והיא מועמדת עיקרית לתפקיד "התאוריה של הכול". את תורת המיתרים קשה מאוד לבדוק בניסוי, וטרם נמצאו לה אישושים. אחת מתחזיותיה היא ממדי מרחב נוספים - בין 6 ל-26 ממדים נסתרים מהעין המתווספים לממדי "ימין-שמאל", "מעלה-מטה" ו"קדימה-אחורה" המוכרים מחיי היום-יום. חישובים מראים כי יש סיכוי קטן שחלק מהחלקיקים שייווצרו בהתנגשויות ב-LHC יגיעו לאחד מהממדים הנוספים, ואנו נוכל להבחין באנרגיה ש"נעלמה" כתוצאה מכך. מדידת אנרגיה חסרה, יחד עם מציאת חלקיקים שנחזים על ידי מודלים של ממדים נוספים, יכולים לספק אישוש ראשוני לקיומם של ממדים אלו. אם אכן יוכח קיומם של ממדים נוספים, וכן של שותפי-על, יהיה זה אישור לכך שתורת המיתרים צועדת בכיוון הנכון.
מטרות הניסוי > חורים שחורים זעירים

אפשרות נוספת, הקשורה אף היא לאחד המודלים במסגרת תורת המיתרים, היא יצירה של חורים שחורים זעירים. חורים שחורים אינם חייבים להיות עצמים ענקיים בגודלם, בגודל של כוכבים כמו השמש. למעשה, חור שחור עשוי להיות גם בגודל של גרגר חול, כל עוד הוא דחוס מספיק. מקובל להניח שהמסה המינימלית של חור שחור היא מסדר גודל של מסת פלאנק, הרבה יותר ממסות החלקיקים שייווצרו בניסוי. אולם, תאוריה של ממדים נוספים גדולים (באופן יחסי) צופה מסת פלאנק נמוכה, כלומר פותחת את הדלת ליצירתם של חורים שחורים זעירים בניסוי LHC. הפופולריות של התאוריה נובעת מיכולתה להסביר את ההבדל העצום בין עוצמתה הנמוכה של הכבידה ובין עוצמתם הגדולה יחסית של כוחות היסוד האחרים (בעיית ההיררכיה). חורים שחורים זעירים, אם ייווצרו במאיץ LHC, צפויים לדעוך תוך פרק זמן קצר ביותר באמצעות קרינת הוקינג.
מטרות הניסוי > התנגשויות יונים

ניסויי התנגשויות יונים, שיערכו בחלק מזמן הפעלת המאיץ, קשים יותר לניתוח, עקב הכמות הגדולה של החלקיקים שינועו בגלאים לאחר ההתנגשויות. מטרתם העיקרית היא לנסות להגיע למצב של פלזמת קווארקים-גלואונים שהיא בעצם מצב חדש של החומר. משערים שבתנאי אנרגיה גבוהה, הקווארקים מופרדים מהגלואונים ואינם כלואים יחד בתוך ההאדרונים. מקובל להניח שחומר במצב זה התקיים במהלך השנייה הראשונה שלאחר המפץ הגדול.
חששות בטיחותיים

קבוצה בהנהגתם של ולטר וגנר (קצין בטיחות גרעיני לשעבר, אשר התנגד בשעתו להפעלת מאיץ RHIC מסיבות דומות) ואוטו רסלר (ביוכימאי גרמני) הביעה ספקות בקשר לבטיחות של ה-LHC, וניסתה לבלום את תחילת הניסויים באמצעות עתירות שהוגשו לבתי-המשפט בארצות הברית ובאירופה. הם טענו כי לניסויים יש פוטנציאל ליצירת חורים שחורים זעירים במהירות נמוכה, אשר עשויים לצבור מסה שמקורה בכדור הארץ או לשחרר קרינה מסוכנת, ובכך להוביל ל"תרחיש יום הדין" ולהשמדתו של כדור הארץ. סיכונים אפשריים נוספים שהוצגו הם יצירה של מוזרונים, מונופולים מגנטיים ובועות ריק (אנ').
בשנת 2003 בחנה קבוצת מדענים בשם "קבוצת חקר הבטיחות של LHC" ‏ (LHC Safety Study Group) את הניסויים המתוכננים. הם הסיקו כי בדומה לניסויים קודמים, כגון מאיץ RHIC, אין בהפעלת LHC סכנה כלשהי. בחינה נוספת של הראיות, שהזמינה CERN ב-2008, קבעה בשנית שהפעלת ה-LHC בטוחה, וזאת בהתחשב במחקרים נוספים שנערכו מאז הבחינה הראשונה, חמש שנים קודם לכן. בחינה זו עברה ביקורת עמיתים והתפרסמה בכתב עת מדעי.
מסקנות המאמר הן כי ניתן לפסול את "תרחישי יום הדין" ב-LHC מאחר שהתנאים הפיזיקליים והאירועים הצפויים להתרחש בניסויים במאיץ מתרחשים למעשה באופן טבעי וקבוע ביקום, ללא תוצאות הרות-אסון. באופן ספציפי, לגבי סכנה אפשרית בהיווצרותם חורים שחורים זעירים טוען המאמר שהתאוריה הנוגעת להתפרקותם באמצעות קרינת הוקינג מבוססת, ושאי-קיומו של חוק שימור הנוגע לכמות החורים השחורים מונע את אפשרות קיומם של חורים שחורים זעירים יציבים. על פי המאמר, סדר הגודל של אורך חיי החורים השחורים צפוי להיות ‎10-27‎ שניות. בנוסף לכך, טוען המאמר ששכיחותם של אירועים בעלי אנרגיה שווה לאנרגיה בניסוי או גבוהה ממנה מתרחשים באופן תדיר ביקום, והיווצרותם של חורים שחורים זעירים יציבים הייתה אמורה להתגלות מזמן על פני כדור הארץ ובעזרת תצפיות אסטרונומיות על גרמי השמיים.
כצפוי החששות לגבי הבטיחות של ה-LHC גרמו להתעניינות תקשורתית רבה ולעניין ציבורי בפרויקט. בשבועות שלפני הפעלת הניסוי נפוצו שמועות על כך שכדור הארץ צפוי כביכול להיהרס עקב פעולת המאיץ. מספר רב של כתבות בישראל ובעולם התייחס לנושא, חלקן ברצינות וחלקן בהומור, ומדענים ניסו להרגיע את הציבור. הניסיונות להסבר לא מיגרו את החששות מפני הפעלת המאיץ, שנפוצו ברחבי העולם, ואף הובילו נערה בת 16 מהודו לשלוח יד בנפשה.
אף על פי שהטענות על סכנה ממשית לכדור הארץ כנראה אינן מבוססות, הפעלת המאיץ מחייבת אמצעי בטיחות מיוחדים. קרן הפרוטונים עלולה לגרום לפגיעה במגנטים במקרה של התנגשות הקרן עם קירות הצינור שבתוכו היא נעה. בנוסף לכך, התנגשויות אלו, שלא ניתן למנוע אותן לחלוטין, יגרמו להפיכת החומרים שמרכיבים את הצינורות, את המנהרה ואת הגלאים לרדיואקטיביים. עקב העומק שבו נמצא הניסוי (כ-100 מטר מתחת לפני האדמה), אין בכך סכנה כלשהי לציבור.
מהלך הניסוי

המאיץ המרכזי הופעל לראשונה ב-10 בספטמבר 2008 בשעה 9:30 (שעון שווייץ). בהפעלה זו נבדקה תנועת קרן הפרוטונים בשני הכיוונים, אולם טרם התבצעו התנגשויות בין קבוצות פרוטונים. כעבור יום אחד התגלה כשל תפקודי בשנאי שמשקלו 30 טון המשמש בתהליך קירור המגנטים הדיפוליים לטמפרטורה של 1.9 קלווין. אחרי תיקון התקלה, הופעל המאיץ מחדש.
ב-19 בספטמבר 2008 הופסקה הפעילות עקב התחממות מספר מגנטים דיפוליים הנמצאים בקטע שבין גלאי אליס לגלאי CMS. כתוצאה מהתחממותם בכ-100 מעלות צלזיוס הם הפסיקו לתפקד כמוליכי-על. התברר שהתקלה נבעה ככל הנראה מחיוט שגוי של כבלי החשמל למגנטים. החיוט השגוי גרם לקצר חשמלי שבעקבותיו התרחשה דליפה של טון הליום לתוך המאיץ.
על מנת לתקן את התקלה במאיץ, יש לחמם תחילה את המגנטים, משום שרק כך ניתן לגשת אליהם ולטפל בהם. תהליך זה אורך כחודש. אחר כך יש לקרר אותם שוב לצורך הפעלתם כמוליכי-על. הקירור אורך גם הוא כחודש. במקביל יש לשאוב את ההליום מתוך המאיץ.
בדצמבר 2008 יצאה הודעה מטעם מנהלי הפרויקט כי התקלה חמורה משחשבו, כתוצאה מהקשת החשמלית ודליפת ההליום שארעה אחרי פתיחת המגנטים נגרם נזק לחלק מהקטעים שבתחום 23 עד 31, בחלקם נזק קריטי שכולל הריסת מעטפת ופגיעה בבסיס הבטון.
גלאֵי חלקיקים > ניסוי ATLAS

ניסוי ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS) הוא גלאי חלקיקים רב-תכליתי שנועד לגלות את החלקיקים החדשים שייווצרו בניסוי ואת תוצרי הדעיכה שלהם. גילוי תוצרי הדעיכה של חלקיקים קצרי-חיים יאפשר את שחזורם המלא. ניסוי ATLAS ממוקם בתוך אולם תת-קרקעי גדול, והוא בנוי בצורה של גליל שקוטרו 22 מטר ואורכו 44 מטר. הניסוי עצמו מורכב ממיליוני חיישנים השייכים ל-4 אזורי גילוי עיקריים:
הגלאי הפנימי - נמצא סביב נקודת האינטראקציה ונועד למדוד את מסלולם של חלקיקים טעונים. סביב הגלאי הפנימי ממוקם מגנט סולנואידי (בצורת סליל), שגורם להטיית מסלול החלקיקים הטעונים ומאפשר מדידה של המטען החשמלי והתנע שלהם.
קלורימטר אלקטרומגנטי - ממוקם מסביב לגלאי הפנימי, ונועד למדוד את האנרגיה של פוטונים, אלקטרונים ופוזיטרונים שנעצרים בו.
קלורימטר האדרוני - ממוקם מסביב לקלורימטר האלקטרומגנטי, ונועד למדוד את האנרגיה של האדרונים שנעצרים בו.
ספקטרומטר מיואונים - ממוקם במעטפת החיצונית של הגלאי ומשולב יחד עם מערכת של מגנטים טורואידיים, בעלי שדה מגנטי מעגלי. הספקטרומטר נועד לספק מדידות תנע ומטען של מיואונים, וזאת בנוסף למדידות דומות שנעשות בגלאי הפנימי. מיואונים, שמגיבים באופן חלש עם הקלורימטרים, הם בין החלקיקים הבודדים שיכולים לצאת מהגלאי. נוכחות של מיואונים אנרגטיים מהווה סימן לחלק מהתהליכים שאותם מבקשים לגלות בעזרת מאיץ LHC, ועל כן יש חשיבות למדידה מדויקת שלהם. ספקטרומטר המיואונים מורכב מארבעה סוגי חיישנים, שאחד מהם (TGC) תוכנן במכון ויצמן למדע על ידי צוות שבראשו עמד פרופ' גיורא מיקנברג. רוב יחידות ה-TGC יוצרו במכון ויצמן ונבדקו באוניברסיטת תל אביב ובטכניון. חלקם הקטן נבנה בסין וביפן.
מתוך כמיליארד אינטראקציות בשנייה, המתרחשות ב-40 מיליון מעברים של קבוצות פרוטונים האחת דרך השנייה, יכולה מערכת אחסון המידע של אטלס לשמור 100 אירועים בשנייה לכל היותר. חלק מחיישני המיואונים (TGC ו-RPC), יחד עם המידע שמגיע מהקלורימטרים, נועדו לספק טריגר (trigger) לאטלס. הטריגר אמור להחליט תוך זמן קצר אם אירוע התנגשות ספציפי מכיל מידע מעניין ויש טעם לשמור אותו בזיכרון, או שמא עדיף למחוק אותו ולפנות את הזיכרון לאירועים אחרים. הטריגר מורכב משלושה שלבים, כשהראשון מיושם בחומרה. ישראל הייתה שותפה בתכנון מנגנון הטריגר של אטלס.
לאטלס יש יכולת לאתר גם חלקיקים שאין להם אינטראקציה עם החיישנים שלו. הדבר נעשה באמצעות מדידת גודל הקרוי "אנרגיה חסרה". ערכה של האנרגיה החסרה מוסק מתוך מדידת האנרגיה והתנע של החלקיקים שמגיבים עם חיישני הגלאי. על ידי שימוש בחוק שימור האנרגיה ובחוק שימור התנע, לפיהם האנרגיה והתנע לפני ההתנגשות שווים לאנרגיה ולתנע אחריה, ועקב העובדה שהקווארקים או הגלואונים שנוטלים חלק באינטראקציה נושאים תנע בעיקר בכיוון תנועת קרן הפרוטונים, ניתן למצוא אנרגיה ותנע חסרים במישור שמאונך לכיוון תנועת הקרן (הוא קרוי המישור הטרנסוורסיאלי). ערך גבוה של אנרגיה חסרה יכול להצביע על מעבר של חלקיק שלא הגיב עם הגלאים, דוגמת הנייטרלינו, חלקיק סופר-סימטרי שמועמד להוות מרכיב מרכזי של החומר האפל ביקום.
גלאֵי חלקיקים > ניסוי CMS

ניסוי CMS ‏ (Compact Muon Solenoid) הוא אחד משני הניסויים הגדולים של LHC. הניסוי בנוי סביב אחת מנקודות האינטראקציה של המאיץ וממוקם בצרפת, סמוך לגבול עם שווייץ. גודלו דומה לגודלו של ניסוי ATLAS ומטרותיו זהות. ההחלטה לבנות שני ניסויים בעלי אותן מטרות נועדה לספק אמצעי בדיקה נוסף במקרה של גילויים חשובים.
בדומה לאטלס, CMS מכיל ארבעה חלקים עיקריים:
החלק הפנימי (tracker) הוא גלאי סיליקון שנועד למצוא מסלולים של חלקיקים טעונים. הוא בנוי משתי שכבות הנבדלות בגודל הגלאים. גלאי הסיליקון בשכבה הפנימית קטנים יותר על מנת לאפשר רזולוציה גבוהה בקרבת נקודת האינטראקציה, היכן שכמות החלקיקים ליחידת נפח צפויה להיות גדולה יותר.
קלורימטר אלקטרומגנטי שנועד למדוד אנרגיה של פוטונים, אלקטרונים ופוזיטרונים. הקלורימטר מורכב מסינטילטורים גבישיים, שעשויים בעיקר מעופרת טונגסטט (PbWO4). הסינטילטורים מייצרים פוטונים כתוצאה ממעבר חלקיקים אנרגטיים דרכם. הפוטונים נאספים על ידי פוטודיודות.
קלורימטר האדרוני שנועד למדוד אנרגיה של האדרונים. הקלורימטר ההאדרוני בנוי משכבות של מתכת, שבה החלקיקים מגיבים עם החומר, וסינטילטורים. האור שמיוצר על ידי הסינטילטורים נאסף בעזרת פוטודיודות.
גלאי מיואונים שמודד את המסלול ואת התנע של המיואונים, חלקיקים שמצליחים לעבור את חלקיו הפנימיים יותר של גלאי. גלאי המיואונים מורכב ממספר סוגים של תאי יינון שיכולים לגלות את המיקום ולמדוד את רגע החצייה של חלקיקים טעונים שעוברים דרכם.
ההבדל המרכזי בין המבנה של CMS למבנה של אטלס הוא מיקום המגנטים שנועדו לכופף את מסלולם של חלקיקים טעונים ובכך לאפשר את מדידת המטען החשמלי שלהם ואת התנע. המגנט המרכזי של CMS, מגנט סולנואיד עשוי ממוליך על, המסוגל ליצור שדה מגנטי של 4 טסלה, ממוקם מסביב לקלורימטרים ומשפיע על שלוש שכבות הגילוי הפנימיות, בניגוד למגנט דומה באטלס שממוקם סביב הגלאי הפנימי בלבד. ב-CMS, כמו באטלס, מגנט נוסף ממוקם בתוך גלאי המיואונים. הוא נועד לעקם את מסלולם של המיואונים ולאפשר מדידה מדויקת נוספת של המטען ושל התנע שלהם. חשיבותם של חלקיקים אלו בתהליכים רבים, כמו למשל בתהליכים שבהם עשויים להיווצר בוזוני היגס או חלקיקים סופר-סימטריים, והעובדה שהם לא נבלעים בקלורימטרים, הייתה שיקול מרכזי בבניית גלאי המיואונים הגדולים בשני הניסויים.
גלאֵי חלקיקים > ניסוי LHCb

ניסוי LHCb ‏ (LHC-beauty) נועד לבצע מדידות של אירועים בהם נוצרים מזונים מסוג b, המכילים את הקווארק התחתון (באנגלית: Bottom Quark וגם Beauty Quark, ומכאן השם). הוא נועד לחקור את ההתפרקויות של מזונים אלו ולנסות לשפר את ההבנה של מנגנוני שבירת סימטריית CP. שבירת סימטריית CP מהווה תנאי חיוני בתאוריות המסבירות את ההפרש הגדול בין כמות החומר והאנטי-חומר ביקום, הפרש שמקורו בשלב הבאריוגנזה (באנגלית: Baryogenesis, תהליך היווצרות הבאריונים) שהתרחש זמן קצר לאחר המפץ הגדול.
החלקיקים שנוצרים כתוצאה מהתפרקות מזוני b צפויים לנוע בזווית קטנה יחסית לאלומת הפרוטונים, ועל כן הניסוי כולו נבנה לאורך צינור הפרוטונים, ולא מסביב לנקודת האינטראקציה כמו ניסוי ATLAS או CMS. הגלאים השונים בניסוי נועדו לאתר את הנקודה המדויקת בה המזונים התפרקו (הם צפויים לעבור כמה סנטימטרים לפני התפרקותם), ולזהות את תוצרי ההתפרקות. מדידת אופני ההתפרקות השונים תאפשר את חישובם של פרמטרים הקשורים לשבירת סימטריית CP.
גלאֵי חלקיקים > ניסוי אליס

ניסוי אליס (A Large Ion Collider Experiment) מיועד לחקור אירועי התנגשות של יוני עופרת. בניגוד לניסויי אטלס ו-CMS, שיכולים גם הם לחקור אירועים כאלו, ניסוי אליס מיועד באופן בלעדי לבדיקת התוצרים של התנגשויות יונים מסיביים באנרגיה גבוהה. הוא נועד בעיקר לבדוק את אפשרות יצירת מצב מסוים של חומר הקרוי פלזמת קווארקים-גלואונים. משערים שחומר במצב זה שרר ביקום במהלך השנייה הראשונה לאחר המפץ הגדול, לפני שנוצרו ההאדרונים הראשונים. מצב זה מתאר חומר שבו הקווארקים והגלואונים אינם כלואים יחד בתוך ההאדרונים. מטרה נוספת של אליס היא הבנת מקור המסה של הנוקליאונים. ידוע שמסה זו גדולה בהרבה ממסות הקווארקים שמרכיבים אותם, והסיבה לכך לא מובנת די צורכה.
רוב הגלאים של אליס מוצבים בתוך מגנט גדול שמעקם את מסלולם של חלקיקים טעונים. מספר שכבות של גלאי מסלול מסוגים שונים מוצבים סביב נקודת האינטראקציה. זיהוי החלקיקים מתבצע בעזרת גלאים ייחודיים, כמו גלאי פוטונים, קלורימטר אלקטרומגנטי וגלאי מיואונים. הגלאים משמשים לשחזור המצב של פלזמת קווארקים-גלואונים על ידי מדידת תכונותיהם של ההאדרונים ושאר החלקיקים שנוצרים לאחר שהפלזמה מתקררת.
גלאֵי חלקיקים > ניסויי TOTEM ו-LHCf

ניסוי TOTEM ‏ (Total Cross Section, Elastic Scattering and Diffraction Dissociation) ממוקם על צינור הפרוטונים סמוך לנקודת האינטראקציה של ניסוי CMS. הוא מודד את הכמות של הפרוטונים שמתפזרים בזוויות נמוכות מאוד יחסית לקרן הפרוטונים. TOTEM מורכב מגלאים שמוצבים בסמוך לקרן הפרוטונים. בעת פעולה יציבה של המאיץ, הגלאים מתקרבים עד כדי מילימטר אחד מהקרן, ופרוטונים שיסטו מהקרן יתגלו בעזרת הגלאים. מדידת הכמות שלהם יכולה לסייע במציאת הנוהר (luminosity) - שטף החלקיקים במאיץ. מדידה מדויקת של הנוהר, שקשור לקצב ההתנגשויות ב-LHC, חיונית לצורך כיול התוצאות של שאר הניסויים. היות שפיזור הפרוטונים תלוי בגודלם, ניסוי TOTEM יכול לסייע גם במדידת קוטרו של הפרוטון.
ניסוי LHCf ‏ (Large Hadron Collider forward) ממוקם בסמוך לניסוי ATLAS. תפקידו לגלות פאיונים שנוצרים בעת האינטראקציה בין הפרוטונים ונעים בזוויות נמוכות מאוד יחסית לקרן הפרוטונים. מדידת הכמות והאנרגיה שלהם יכולה לסייע בהבנת התנהגותן של קרניים קוסמיות בעלות אנרגיה גבוהה מאוד (ultra high energy cosmic rays).
ישראל ומאיץ LHC

מאז 1994 השתתפו מדענים ישראלים באחד משני הניסויים המרכזיים של LHC, ניסוי ATLAS. שלוש קבוצות מחקר מישראל, ממכון ויצמן למדע, מאוניברסיטת תל אביב ומהטכניון, נטלו חלק בתכנון אחד מסוגי גלאי המיואונים של הניסוי (גלאי TGC). בניית הגלאים, ששטחם הכולל עומד על כ-7,200 מ"ר, נעשתה ברובה בישראל; חלק קטן מהגלאים נבנה ביפן ובסין על פי התכנון הישראלי. לאחר תום שלב פיתוח, שארך כשש שנים, הוקדשה תקופה דומה לבניית הגלאים. הרכבת הגלאים במקומם, שבה השתתף צוות ישראלי, ארכה כשנתיים והסתיימה ב-2008.
מדינת ישראל, בעיקר באמצעות הקרן הלאומית למדע, השתתפה במימון בניית גלאי החלקיקים "אטלס", בסכום של כ-10 מיליון דולר. ראש קבוצת המחקר הישראלית בניסוי ATLAS הוא גיורא מיקנברג.
כעת שותף הצוות הישראלי בהפעלת הגלאי, בפיתוח גלאים עתידים לשדרוג הגלאי הקיים ובעיקר בניתוח של הנתונים.
אירועים עיקריים בתולדות המאיץ

| תאריך | אירוע | תחום מדעי | פריצת דרך | הערות |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| פברואר 1988 | השלמת חציבת המנהרה |  |  | מנהרה בהיקף 27 ק"מ נחצבה במסגרת מאיץ LEP |
| 1994 | אישור הפרויקט |  |  | המאיץ הגדול, המורכב והיקר בהיסטוריה |
| 10 בספטמבר 2008 | הפעלת המאיץ |  |  | הואצה אלומת פרוטונים בכיוון אחד, לצורך בדיקה בלבד (ללא התנגשות) |
| 19 בספטמבר 2008 | תקלה גורמת להתחממות המגנטים הדיפוליים |  |  | דליפת הליום גורמת להשבתת המאיץ עד 21 בנובמבר 2009 |
| 21 בנובמבר 2009 | השלמת התיקון לאחר דליפת ההליום |  |  |  |
| מרץ 2010 | הפעלה באנרגיה של 3.5 טרה אלקטרון וולט לאלומה |  | אנרגיית שיא במעבדה | מקסימום אנרגיה לפני כן 0.98 טרה אלקטרון וולט במעבדות פרמי בשיקגו |
| 7 בנובמבר 2010 | הנגשת שני יונים תוך כדי יצירת פלזמת קווארקים-גלואונים בטמפרטורה של 10 טריליון מעלות וחיקוי המצב ששרר אחר המפץ הגדול |  | הטמפרטורות והצפיפויות הגבוהות ביותר שהושגו מעולם בניסוי כלשהו |  |
| נובמבר 2010 | יצירת אנטי מימן |  | הפעם הראשונה שמדענים מצליחים לבודד אטומים של אנטי חומר, ללכוד אותם ולשמרם למספר חלקי שנייה |  |
| דצמבר 2011 | צפייה ב-(Chi_b (3P |  |  |  |
| יולי 2012 | הכרזה על גילוי בוזון שמסתו כ-126 GeV/c2, שהוא בסבירות גבוהה בוזון היגס |  |  | קיימת סבירות נמוכה שהחלקיק שנמצא הוא חלקיק אחר לא ידוע. |
| פברואר 2013 | סגירת המאיץ לשנתיים לצורך שדרוג. |  |  |  |
| אפריל 2015 | השלמת השדרוג והפעלה מחדש. |  |  |  |
| 4 בנובמבר 2015 | סגירת מאיץ LHC לצורך עבודות תחזוקה |  |  | פירוק ושיפוץ גלאי CMS בעקבות אי דיוקים |
| 25 במרץ 2016 | השלמת השדרוג והפעלה מחדש |  |  |  |
| 27 במאי 2017 | תחילת ניסוי התנגשות פרוטון-פרוטון |  |  |  |
| 18 בנובמבר 2018 | סיום ניסוים בהתנגשות פרוטונים |  |  |  |
| 10 בדצמבר 2018 | הפסקת הניסויים עד סוף 2021, לשם תחזוקה ושיפוץ |  |  |  |
| 5 ביולי 2022 | חידוש הניסויים |  |  |  |
ראו גם

| --- | --- |
: ספר: מאיץ LHC
אוסף של ערכים בנושא הזמינים להורדה כקובץ אחד.
לקריאה נוספת

אמיר אקסל, המסע אל שחר היקום, תרגם מאנגלית: עמנואל לוטם, בהוצאת אריה ניר, 2012.
הערות שוליים

↑  בהתאם לתורת היחסות הפרטית לא ניתן לנוע במהירות הגבוהה ממהירות האור. ככל שמתקרבים אליה כך עולה האנרגיה של החלקיק.
↑  אבי בליזובסקי, ‏ה-LHC הושבת שוב, הפעם בגלל ציפור שהפילה חתיכת לחם על ספקי חשמל במתקן אטלס, באתר "הידען", 7 בנובמבר 2009
↑  אביטל להב והסוכנויות, מאיץ החלקיקים בשווייץ חזר לפעול, באתר ynet, 21 בנובמבר 2009
1 2  The Nobel Prize in Physics 2013
↑  ניתוח מפורט של איבודי קרינה סינכרוטרונית באתר hyperphysics
↑  באופן פשטני, ניתן לדמות את חלקיקי ההיגס הווירטואליים (שדה היגס) ל"אגם" של חומר צמיג, דמוי דבש. כשחלקיק נע בתוך שדה היגס, השדה מתנגד לתנועתו. מידת ההתנגדות של שדה היגס קובעת את המסה של אותו חלקיק.
↑  בהתאם לעקרון אי-הוודאות לא ניתן לצפות באופן ישיר בחלקיקים וירטואליים
↑  יום חג למדע: פיזיקאים איתרו את "החלקיק האלוהי", באתר וואלה, 14 במרץ 2013
↑  יבגני יורקובסקי ונועם הוד, "ממדים נוספים - חלום או מציאות?", גליליאו 120
↑  John Ellis et al, Review of the safety of LHC collisions, J. Phys. G: Nucl. Part. Phys. 35 (2008) 115004
↑  דיווח על התאבדות של נערה בהודו באתר ה-bbc
↑  מחקר שעוסק ברדיואקטיביות מושרית כתוצאה מפגיעת קרן פרוטונים
↑  האתר של LCG
↑  ידיעה ב-bbc אודות התקלה
↑  האתר של ניסוי ATLAS
↑  מגזין הטכניון, להבין את המפץ הגדול, באתר ynet, 27 במרץ 2007
↑  האתר של ניסוי CMS
↑  האתר של ניסוי LHCb
↑  האתר של ניסוי אליס
↑  אהוד דוכובני, מהו החומר האפל המרכיב את היקום? ומה קרה שנייה אחרי המפץ הגדול? איגרת האקדמיה הלאומית הישראלית למדעים 2008;30:‏28-31.
↑  אבי בליזובסקי, ‏עוד נקודת ציון במאיץ ההדרונים הגדול LHC: חיקוי הרגע שלאחר המפץ הגדול, באתר "הידען", 9 בנובמבר 2010
↑  אסף שטול-טראורינג, הישג למדענים: הצליחו לבודד לראשונה אטומים של אנטי-חומר, באתר הארץ, 19 בנובמבר 2010
↑  עידו אפרתי, מאיץ החלקיקים ב-CERN חוזר לפעול: "יש המון תקוות, יוצאים אל הלא נודע", באתר הארץ, 5 באפריל 2015
↑   גדעון לב, מאיץ החלקיקים LHC שב לפעילות, ועשוי לגלות פיזיקה חדשה, באתר הארץ, 5 ביולי 2022
| --- | --- |
ערך מומלץ: 
| --- | --- |
בקרת זהויות :  NLI: 987007555608405171  BIBSYS: 90409628  GND: 4398783-7  LCCN: sh85074708  NKC: ph705691  VIAF: 322149105998868490197   WorldCat (עם VIAF): 322149105998868490197 
המנהרה שנחצבה עבור מאיץ LEP משמשת מאז שנת 2000 את מאיץ LHC
חלקיקי היסוד המוכרים כיום. מטרתו העיקרית של מאיץ LHC היא לגלות חלקיקים נוספים.
דיאגרמת פיינמן המציגה את אחת האפשרויות של יצירת בוזון היגס משני קווארקים ב-LHC. מקורו של כל קווארק בפרוטון אחר.
מגנט דיפולי פתוח. במרכז נראים שני הצינורות שבהם נעים פרוטונים בכיוונים מנוגדים
מקטע של מאיץ LHC
מבט מפני הקרקע לעבר האולם התת-קרקעי שבו נבנה ניסוי ATLAS. בצד ימין ניתן לראות את המגנט הטורואידי שעל שמו נקרא הניסוי. צולם ב-2005
גלגל של גלאי מיואונים מסוג TGC שתוכננו, יוצרו ונבדקו בישראל
תיאור סכמטי של ניסוי LHCb
אחד הגלאים של ניסוי אליס שמשמש לאיתור של חלקיקים טעונים
מייקל רומיאו

| --- | --- |

 לידה:  6 במרץ 1968 (בן 56) ניו יורק, ארצות הברית 
 מוקד פעילות:  ארצות הברית 
 תקופת הפעילות:  מ-1994 
 סוגה:  פרוגרסיב מטאל 
 כלי נגינה:  גיטרה 
 
מייקל רומיאו בהופעה באוגוסט 2016
מייקל ג'יימס רומאו (אנגלית: Michael James Romeo; נולד ב-6 במרץ 1968) הוא גיטריסט אמריקאי, חבר ומייסד להקת הפרוגרסיב מטאל "סימפוני אקס".
ביוגרפיה

רומאו נולד בניו יורק. בגיל 10 החל לקחת שיעורי פסנתר וקלרינט. בגיל 12, לאחר ששמע לראשונה את אלבום של להקת קיס החל לנגן בגיטרה. הוא קנה גיטרה אקוסטית ואחר כך עבר לגיטרה חשמלית. הוא הושפע מלד זפלין, ראש, AC/DC, דיפ פרפל בלאק סבאת', הוא הפך לרציני בעניין הגיטרה לאחר שהאזין לאלבום של אוזי אוסבורן. בנוסף הוא הושפע בכבדות מהטכניקה הנאו-קלאסית והסגנון של רנדי רואדס. באותו זמן הוא התחיל לקחת שיעורים על גיטרה קלאסית.
ב-1994, בעודו בן 26, רומיאו הקליט את עצמו במכשיר רדיו ביתי. לקלטת בת תשעת הקטעים קרא רומיאו - "The Dark Chapter". את הקלטה זו שלח למספר חברות הקלטות, ולהפתעתו נענה בחיוב מחברת הקלטות יפנית, שהסכימה להחתימו. תנאה היחיד היה שיקים להקה. כך התגלגל רומיאו להקים את להקתו המצליחה, שפעילה באופן רצוף מאז שנת 1994, סימפוני אקס. רומאו הוא המלחין המרכזי בלהקה, והוא אחראי לרוב היצירות שלה.