CERN începe modernizarea acceleratorului care ar putea dezvălui secretele materiei întunecate

Large Hadron Collider (LHC), cel mai puternic accelerator de particule din lume, intră într-o etapă majoră de modernizare. Cercetătorii de la CERN speră că noua versiune a acceleratorului va permite descoperirea unor particule necunoscute până acum şi va testa, cu o precizie fără precedent, teoriile fundamentale despre Univers. Proiectul, denumit High-Luminosity LHC (HL-LHC), reprezintă una dintre cele mai importante investiţii din fizica modernă şi ar putea deschide drumul către următoarea generaţie de acceleratoare de particule, informează DPA.

• Modernizare de patru ani pentru cel mai mare accelerator din lume

Începând de luni, 29 iunie, acceleratorul va fi oprit pentru lucrări ample de modernizare. Aproximativ doi kilometri din inelul subteran de 27 de kilometri vor fi reconstruiţi, fiind instalaţi magneţi superconductori mult mai puternici şi detectoare de ultimă generaţie.

Scopul este creşterea semnificativă a numărului de coliziuni dintre protoni, ceea ce va permite colectarea unui volum de date mult mai mare şi realizarea unor măsurători extrem de precise. „Acest lucru va trasa cursul pentru proiectele viitoare”, a declarat coordonatorul proiectului, Markus Zerlauth, citat de DPA.

• Marea miză: descoperirea materiei întunecate

Una dintre principalele ţinte ale noului accelerator este identificarea particulelor care alcătuiesc materia întunecată, unul dintre cele mai mari mistere ale cosmologiei. Potrivit modelelor actuale, materia întunecată şi energia întunecată reprezintă aproximativ 95% din Univers, însă natura lor rămâne necunoscută. Deşi fizicienii cunosc structura materiei obişnuite - formată din protoni, neutroni, quarkuri şi leptoni -, particulele care ar compune materia întunecată nu au fost observate niciodată. „Teoria este că ele ar putea fi mult mai grele decât particulele cunoscute, ceea ce înseamnă că este nevoie de mai multă energie sau de mai multe coliziuni pentru a le detecta”, a explicat Markus Zerlauth.

• Detectoare mai performante şi milioane de coliziuni suplimentare

Noua infrastructură va utiliza superconductori de ultimă generaţie, capabili să concentreze fasciculele de protoni mult mai eficient decât în prezent. Astfel, numărul coliziunilor va creşte considerabil. Nedaa-Alexandra Asbah compară această evoluţie cu trecerea la o cameră foto cu o rezoluţie mult mai mare. „Este ca şi cum ai înlocui camera din centrul detectorului cu una care are pixeli mult mai fini”, a explicat cercetătoarea.

Ea foloseşte şi o comparaţie inspirată din fotografia wildlife: „Dacă faceţi doar câteva fotografii, puteţi identifica animalele, dar veţi rata comportamente rare. Dacă faceţi milioane de fotografii de înaltă calitate, începeţi să observaţi detalii care înainte erau invizibile. High-Luminosity LHC ne oferă această oportunitate.”

• Recrearea condiţiilor de după Big Bang

Coliziunile dintre protoni produse în LHC generează temperaturi şi energii comparabile cu cele existente în fracţiunile de secundă care au urmat Big Bang. Analizând particulele rezultate în urma acestor ciocniri, cercetătorii încearcă să înţeleagă modul în care s-a format materia şi să descopere eventuale particule care nu sunt prevăzute de actualul Model Standard al fizicii. Noile detectoare vor permite observarea unor procese extrem de rare, imposibil de surprins cu tehnologia actuală.

• Investiţie de 1,2 miliarde de franci elveţieni

Lucrările de modernizare sunt estimate să dureze aproximativ patru ani. Costul total al proiectului, inclusiv etapele pregătitoare, se ridică la 1,2 miliarde de franci elveţieni (aproximativ 1,4 miliarde de dolari). În ciuda dificultăţilor provocate de pandemia de COVID-19 şi de războiul din Ucraina, costurile finale depăşesc cu doar 16% bugetul estimat în 2016, potrivit responsabililor CERN. Dacă obiectivele vor fi atinse, High-Luminosity LHC ar putea deveni instrumentul care va oferi cele mai importante descoperiri din fizica particulelor în următoarele decenii şi va orienta dezvoltarea viitoarelor acceleratoare capabile să exploreze şi mai profund structura Universului.