Πιο «φωτεινός» το 2026 ο μεγάλος επιταχυντής του CERN

Τα έργα για την αναβάθμιση του μεγάλου επιταχυντή αδρονίων (LHC) άρχισαν την Παρασκευή στο Κέντρο Ευρωπαϊκών Πυρηνικών Ερευνών (CERN).

Στόχος είναι η κατασκευή του νέας γενιάς επιταχυντή υψηλής φωτεινότητας High-Luminosity LHC (HL-LHC), ο οποίος θα επιτρέψει στο CERN να περάσει σε μια νέα φάση της ιστορίας του, βελτιώνοντας από το 2026 την απόδοσή του σημαντικά, καθώς θα καταστεί εφικτή η μεγάλη αύξηση του αριθμού των συγκρούσεων μεταξύ των υποατομικών σωματιδίων.

Η αναβάθμιση θα αυξήσει την πιθανότητα της ανακάλυψης νέων σωματιδίων και ίσως μιας νέας Φυσικής, η οποία θα αφορά π.χ. την υπερσυμμετρία που έως τώρα παραμένει μια ανεπιβεβαίωτη θεωρητική πρόταση ή τη σκοτεινή ύλη ή τις έξτρα διαστάσεις.

Οι πρώτες συγκρούσεις σωματιδίων στον μεγάλο υπόγειο επιταχυντή μήκους 27 χιλιομέτρων, που βρίσκεται σε βάθος 100 μέτρων στα γαλλο-ελβετικά σύνορα, έγιναν το 2010. Δέσμες πρωτονίων ταξιδεύουν σχεδόν με την ταχύτητα του φωτός από αντίθετες κατευθύνσεις και συγκρούονται μεταξύ τους σε τέσσερα σημεία του τούνελ, όπου υπάρχουν και οι αντίστοιχοι ανιχνευτές των πειραμάτων του CERN, που καταγράφουν τα παραγόμενα σωματίδια (κάπως έτσι βρέθηκε το μποζόνιο Χιγκς το 2012).

Σήμερα ο LHC μπορεί να παράγει έως ένα δισεκατομμύριο συγκρούσεις μεταξύ πρωτονίων το δευτερόλεπτο. Ο μελλοντικός HL-LHC θα αυξήσει κατά πέντε έως επτά φορές αυτό τον αριθμό (γνωστό ως «φωτεινότητα» στους σωματιδιακούς φυσικούς) στη διάρκεια της δεκαετίας 2026-2036.

Στο πλαίσιο της αναβάθμισης, που έχει αρχικό προϋπολογισμό 950 εκατ. ελβετικών φράγκων, πάνω από 1,2 χιλιόμετρα του σημερινού επιταχυντή θα αντικατασταθούν με νέο εξοπλισμό υψηλότερης τεχνολογίας. Μεταξύ άλλων, θα εγκατασταθούν περίπου 130 νέοι ισχυρότεροι μαγνήτες, που θα επιτρέψουν τη μεγαλύτερη συμπίεση της σωματιδιακής δέσμης, κάτι το οποίο θα αυξήσει τις συγκρούσεις μεταξύ των σωματιδίων.

Ήδη άρχισαν οι τεχνικές εργασίες σε δύο σημεία στη Γαλλία και στην Ελβετία, όπου θα κατασκευασθούν νέα κτίρια, νέες υπόγειες αίθουσες και ένα ακόμη τούνελ 300 μέτρων για να τοποθετηθεί ο νέος εξοπλισμός. Στη διάρκεια των εργασιών έως το 2026, οπότε αναμένεται να ολοκληρωθούν, ο νυν μεγάλος επιταχυντής LHC θα συνεχίσει να λειτουργεί, με δύο μακριές ενδιάμεσες διακοπές για συντήρηση.