Detektor ATLAS Źródło: www.atlas.ch

Dobiegła końca planowa przerwa techniczna w pracy Wielkiego Zderzacza Hadronów (LHC) w CERN. W tunelu zderzacza pojawiły się protony, których energia w najbliższych dniach niemal trzykrotnie przekroczy dotychczasowy rekord. Przeanalizowano już pierwsze dane zebrane w grudniu i "nie obyło się bez niespodzianek" - poinformował rzecznik Instytutu Problemów Jądrowych (IPJ) w Świerku, dr Marek Pawłowski.

Po planowej przerwie technicznej, wewnątrz tunelu akceleratora LHC w Genewie znów zaczynają krążyć protony.
Jak zaznaczył dr Marek Pawłowski, tym razem energia obu wiązek będzie większa: zostaną one rozpędzone w taki sposób, aby każdy proton miał energię 3,5 TeV (teraelektronowolta).
Wiązki biegną w przeciwnych kierunkach, co oznacza, że w punktach ich przecięć dojdzie do zderzeń przy energii 7 TeV - niemal trzykrotnie większej od dotychczasowego rekordu.

Detektor ATLAS w czasie przerwy technicznej Źródło: www.atlas.ch

"Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z oczekiwaniami, w najbliższych miesiącach zbierzemy bardzo cenne dane naukowe" - zapowiedział prof. dr hab. Grzegorz Wrochna, dyrektor Instytutu Problemów Jądrowych w Świerku, którego pracownicy uczestniczyli w budowie aż trzech wielkich multidetektorów.

W akceleratorze LHC przez co najmniej rok będą badane zderzenia protonów przy energii 7 TeV.

"Przewiduje się, że w tym czasie będą koniecznie jedynie krótkie, tygodniowe przerwy techniczne. Docelowo w LHC ma dochodzić do zderzeń o energii dwukrotnie większej - aż 14 TeV. Odpowiada ona mniej więcej energii wyzwalanej przy każdym zderzeniu dłoni podczas klaskania. Wyjątkowość Wielkiego Zderzacza Hadronów polega na tym, że energia ta jest skoncentrowana w niezwykle małej objętości, odpowiadającej rozmiarami pojedynczej cząstce elementarnej" - podkreślił dr Marek Pawłowski.

Model Wielkiego Zderzacza Hadronów - LHC Źródło: www.atlas.ch

Podczas rozruchu Wielkiego Zderzacza Hadronów jesienią ubiegłego roku, fizykom udało się doprowadzić do zderzeń protonów przy energiach 2,4 TeV.
Już ta wartość wystarczyła, by ustanowić światowy rekord, ponieważ największy dotychczasowy akcelerator, Tevatron w amerykańskim laboratorium Fermilab, pracuje przy energii 1,9 TeV.

Po wstępnym rozruchu i przeprowadzeniu próbnych zderzeń LHC został planowo wyłączony, a naukowcy i inżynierowie przystąpili do sprawdzania stanu zarówno urządzeń samego akceleratora, jak i zbudowanych przy nim wielkich detektorów.

Podczas jesiennych testów zebrano nowe dane na temat zderzeń protonów.

Dr Marek Pawłowski zwrócił uwagę, że w trakcie wstępnych analiz napotkano pierwszą zagadkę - liczba cząstek, które powstawały w pobliżu punktów zderzeń protonu z protonem i rozbiegały się na boki pod dużymi kątami, była znacznie większa od oczekiwanej.

"To trochę jak z analizami giełdowymi - wyjaśnił prof. Jan Królikowski z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego. - Służą one ustaleniu, jak zmienia się wartość akcji wraz z upływem czasu, dzięki czemu można przewidywać zachowania giełdy w kolejnych miesiącach. My próbujemy opisać, jak zmienia się liczba cząstek powstających w zderzeniach wraz ze wzrostem ich energii".

Dotychczasowe modele, zbudowane na podstawie zderzeń przy mniejszych energiach, okazały się zawodne. Przewidywały wzrost liczby cząstek na poziomie 18 procent, podczas gdy z pomiarów wynika, że było ich aż 28-30 procent więcej.

Wyniki z analiz pomiarów przeprowadzonych jesienią zostały już opublikowane przez zespoły pracujące przy detektorach CMS i ALICE, a w najbliższym czasie swoje opracowanie zaprezentuje grupa z detektora ATLAS – powiedział dr Marek Pawłowski.
Jego zdaniem, tak krótki czas przygotowania publikacji jest dowodem, że fizykom udało się rozwiązać wszystkie problemy związane z obsługą gigantycznych detektorów przy Wielkim Zderzaczu Hadronów.

"Wystarczy sobie wyobrazić, że każdy detektor zawiera około stu milionów kanałów elektronicznych, z których każdy musi być osobno kalibrowany" - stwierdził prof. Królikowski i podkreślił, że zespoły naukowców z Polski od samego początku budowy LHC brały udział w przygotowaniu programu badań fizycznych, konstruowaniu i uruchamianiu aparatury detekcyjnej oraz uczestniczyły w zbieraniu pierwszych danych.

Naukowcy w budynku CERN Źródło: www.atlas.ch

Zaobserwowany wzrost liczby cząstek powstających w zderzeniach prawdopodobnie nie doprowadzi naukowców do odkrycia jakiegoś głębszego mechanizmu fizycznego. Daje jednak przedsmak tego, co czeka fizykę w najbliższych miesiącach.
"Wkraczamy w zupełnie nowy obszar badań" - uważa prof. Królikowski.

Prof. Agnieszka Zalewska z Instytutu Fizyki Jądrowej PAN w Krakowie, która od stycznia 2010 roku reprezentuje polskich fizyków w Radzie CERN zaznacza, że w badaniach mogą uczestniczyć nie tylko polscy naukowcy, ale także nasi studenci.
Polskie firmy współpracujące z CERN mają szansę na zdobycie doświadczeń na najwyższym światowym poziomie technologicznym.
Kilka dni temu wszystkie cztery wielkie detektory LHC odwiedził wiceminister nauki i szkolnictwa wyższego prof. Jerzy Szwed.

***

Europejska Organizacja Badań Jądrowych CERN jest jednym z największych i najbardziej prestiżowych ośrodków badawczych świata.
Utworzona w 1954 roku, zrzesza obecnie 20 państw członkowskich.
Polska jest pełnoprawnym członkiem CERN od 1991 roku.
Największym akceleratorem cząstek w CERN jest Wielki Zderzacz Hadronów (ang. Large Hadron Collider - LHC), którego eksploatacja rozpoczęła się pod koniec 2009 roku.
W eksperymentach CERN biorą udział m.in. fizycy z Warszawy, Krakowa, Wrocławia, Katowic, Łodzi i Kielc.

PAP - Nauka w Polsce

02.03.2010

http://www.naukawpolsce.pap.pl/palio/html.run?_Instance=cms_naukapl.pap.pl&_PageID=1&s=szablon.depesza&-dz=szablon.depesza&dep=370576&da-ta=&lang=PL&_CheckSum=-686317399  



Więcej informacji na temat Wielkiego Zderzacza Hadronów (LHC) oraz udziału polskich instytutów naukowych i firm w realizacji LHC jest w artykule zamieszczonym w ASTROMAN Magazine dnia 08 lutego 2010 roku pod tytułem:

Polscy naukowcy modernizują akceleratory w CERN

http://www.astroman.com.pl/index.php?mod=magazine&a=read&id=660