Lielais hadronu pretkūļu paātrinātājs tiek palaists testa režīmā

Lielais hadronu pretkūļu paātrinātājs jeb Lielais hadronu kolaiders (angļu: Large Hadron Collider, LHC) ir Eiropas kodolpētījumu centra CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) lieljaudas daļiņu paātrinātājs hadronu (protonu un smago jonu) paātrināšanai. Viens no LHC projekta pamatmērķiem ir tā saucamā Higsa bozona eksistences eksperimentāla pierādīšana. Tiek plānota arī W un Z bozonu īpašību, sevišķi augstas enerģijas kodolu mijiedarbības, smago t un b kvarku rašanās un citu, tai skaitā ārpus Standartmodeļa esošu fizisku parādību izpēte. 

Daļiņu fizikā elementārdaļiņas ir tās daļiņas, no kurām veidota matērija un enerģija un kuras nav sadalāmas sīkāk. Piemēram, atomi ir veidoti no daļiņām elektroniem, protoniem un neitroniem. Protoni un neitroni savukārt ir veidoti no vēl sīkākām daļiņām, ko dēvē par kvarkiem.

Nav novērots, ka kvarkus varētu sadalīt sīkāk. Elementārdaļiņas mēdz dēvēt arī par fundamentālajām daļiņām

Daļiņu fizikas standartmodelis uzskata, ka dabā ir 12 fermionu ("matērijas daļiņu") veidi un 12 bozonu ("radiācijas daļiņu") veidi, kā arī tiem atbilstošās antidaļiņas un vēl tonrīd neatklātais Higsa bozons.

Būtisks standartmodeļa papildinājums — supersimetrija — iekļauj supersimetriskās daļiņas. Katrai standartmodeļa daļiņai šādi būtu supersimetrisks partneris, kura spins no parastās daļiņas atšķirtos par 1/2. Supersimetriskās daļiņas būtu arī smagākas par parastajām — pārāk masīvas, lai tās varētu novērot parastajā veidā.

***

Lielais hadronu pretkūļu paātrinātāja projekta ideja radās 1984. gadā un oficiāli tika apstiprināta desmit gadus vēlāk.

LHC būve sākās 2001. gadā, pēc Lielā elektronu-pozitronu kolaidera (LEP) darbības izbeigšanas (LEP tunelis tika izmantots LHC būvē). 

2006. gada27. novembrī tika pabeigta speciālo magnētu uzstādīšana.

2008. gada 11. augustā paātrinātāja iepriekšējo izmēģinājumu pirmā daļa sekmīgi tika pabeigta. Lādētu daļiņu kūlis pārvarēja vairāk nekā 3 kilometrus pa vienu no LHC lokiem, kas nozīmēja daļiņu priekšpaātrinātāja, tā saucamā superprotonusinhrotrona (SPS), sinhronizācijas veiksmīgu pārbaudi.

LHC galvenā paātrinātāja pirmais izmēģinājums — protonu cirkulācijas pārbaude galvenajā tunelī — notika 2008. gada 10. septembrī. Protonu kūlis ar inžekcijas enerģiju 450 GeV tika palaists kā pulksteņa rādītāja virzienā, tā arī pretēji tam.

2008.g. naktī no 19. uz 20. septembri paātrinātājs neplānoti tika apturēts magnētu pārkaršanas un hēlija noplūdes dēļ. 

Pirmās protonu sadursmes, kam vēl nebūs pilna iespējamā enerģija, plānotas veikt2008. gada 21. oktobrī, tomēr 20. septembrī tiek ziņots, ka avārijas dēļ paātrinātājs tiks iedarbināts ne ātrāk kā pēc diviem mēnešiem. 

2009. gada februārī notikušajā slēgtajā konferencē Chamonix-2009 tika pieņemts aptuvens paātrinātāja darba grafiks:

• 2009. gada augustā galvenais paātrinātāja gredzens tiks atdzesēts līdz darba temperatūrai;
• septembrī sāks cirkulēt daļiņu kūļi;
• oktobrī tiks uzsāktas protonu sadursmes, tomēr 5 TeV enerģija tiks sasniegta ne ātrāk kā novembrī;
• tas gandrīz nepārtraukti strādās visu ziemu un līdz pat 2010. gada rudenim, ar nelielu pārtraukumu Ziemassvētkos.

CERN informēja, ka paātrinātājs sāks darboties oktobrī, taču sakarā ar papildus remontdarbiem tas varētu notikt novembrī.

23. un 25. oktobrī notika protonu un svina kodolu izmēģinājuma injekcijas dažos LHC sektoros. Tā bija pirmā nopietnā iekārtas pārbaude kopš 2008. gada septembra avārijas.

30. novembrī paātrinātājā tika sasniegta 1,18 TeV liela enerģija, kas ir pasaules rekords (iepriekšējais rekords bija 0,98 TeVTevatronā pirms 8 gadiem).

2011. gada 13. martā tika realizētas stabilu protonu kūļu sadursmes ar 3,5 TeV enerģiju katram kūlim.

Naktī uz 22. aprīli sasniegts jauns protonu kūļa intensitātes rekords — iegūts kūlis ar "spožumu" 4,67·1032 cm−2s−1, kas jūtami pārsniedz 2010. gadā Tevatronā iegūto rezultātu 4,024·1032 cm−2s−1.

2012. gada 4. jūlijā CERN paziņoja, ka Higsa bozons ir atklāts. ATLAS un CMS detektoru dati norāda uz līdz šim nezināmas daļiņas eksistenci masu diapazonā 125—126 GeV. Iegūto mērījumu ticamība sasniedz 5 sigmas, kas ir ļoti ticams rezultāts.