Po prestávke určenej na vylepšenie urýchľovača sa v ňom zrážky častíc odohrávajú pri rekordnej energii 13 TeV (13 miliárd teraelektrónvoltov).

TeV je jednotka energie, ktorá sa využíva v časticovej fyzike, pričom jeden teraelektrónvolt je približne energia pohybu letiaceho komára.

Špecialitou urýchľovača však je, že túto energiu dokáže stlačiť do priestoru, ktorý je bilión krát menší než spomínaný komár. Jeho energiu tak môže dosiahnuť jediný protón.

Podľa Ivana Mela z komunikačnej organizácie zriadenej CERN-om (European Particle Physics Communication Network - EPPCN), zvýšenie energie môže umožniť objavy nových častíc.

„Sme presvedčení, že nové častice existujú, ale energia v behu 1 nestačila na ich objav, pretože majú veľkú hmotnosť, väčšiu než častice Štandardného modelu,“ uviedol Melo.

Opätovné spustenie experimentov predstavuje začiatok druhej sezóny výskumu, ktorá potrvá tri roky. Urýchľovač bude po celý čas bežať 24 hodín denne.

Od 12 k 2800

Včera ráno sa o 10:40 začal opätovný zber dát vyhlásením operátorov, že zväzky sú stabilné.

Zväzky prúdiace v LHC sú tvorené reťazcami zloženými zo skupín protónov. Jedna takáto skupina obsahuje zhruba 100 miliárd protónov. Reťazce vo Veľkom hadrónovom urýchľovači obiehajú v opačných smeroch, riadené výkonnými supravodivými magnetmi, a to takmer rýchlosťou svetla.

„LHC je opäť v zrážkovom režime a preto oslavujeme záver dvojmesačného obdobia prípravy protónových zväzkov,” uviedol riaditeľ CERNu pre urýchľovače a technológiu Frédérick Bordry. „Je to veľký úspech a zaslúžená odmena pre mnohých ľudí, ktorí venovali veľa svojho času, aby sa to podarilo.”

Včera sa v urýchľovači nachádzalo šesť skupín protónov. Vedci budú ich počet postupne zvyšovať, až kým v jednom zväzku nebude zhruba 2800 skupín. Vtedy sa v LHC dosiahne hodnota jednej miliardy zrážok za sekundu. „ V takom množstve zrážok sa už môžu ukázať aj zriedkavé a vzácne nové častice. Prvé výsledky budú v lete, takže budeme dianie v CERNe pozorne sledovať,“ vysvetlil Melo.

Prvé zrážky viditeľné v rámci experimentu TOTEM. Zdroj obrázku: TOTEM/CERN

Za hranice Štandardného modelu

Prvá sezóna výskumu vyvrcholila objavom Higgsovho bozónu. Ten bol poslednou chýbajúcou časťou Štandardného modelu – teórie, ktorá opisuje elementárne častice tvoriace viditeľný vesmír, ako aj sily, ktoré medzi nimi pôsobia. Druhá sezóna by mohla viesť k vysvetleniu ďalších fyzikálnych záhad.

„Prvý trojročný beh LHC, ktorý vyvrcholil veľkým objavom v júli 2012, bol len začiatkom našej cesty. Je čas na novú fyziku!” povedal generálny riaditeľ CERN-u Rolf Heuer.

V nasledujúcich troch rokoch chcú vedci ísť za hranice Štandardného modelu. Nová fyzika by pritom mohla vysvetliť aj jednu z veľkých záhad vesmíru – tmavú hmotu.

Podľa Ivana Mela by tomu mohlo napomôcť spomínané zvýšenie energie zrážok, keďže podľa najpopulárnejších teórií (ako sú napríklad supersymetrie) by niektoré nové častice mali byť v dosahu súčasnej rekordnej energie. „Mohla by tam byť aj častica, ktorá tvorí tmavú hmotu vo vesmíre. Ak niečo objavíme, bude to veľmi vzrušujúce. Ak nie, tak záhada bude o to väčšia,“ dodal Melo.

Výskum by mohol priniesť aj odpoveď na otázku, ktorá je pre nás priam existenciálna – prečo je v prírode hmota zjavne preferovaná pred antihmotou. Bez tejto preferencie by sme totiž nemohli existovať.

Experimentov pribúda

Dvojročnou údržbou a modernizáciou prechádzali štyri veľké experimenty – ALICE, ATLAS, CMS a LHCb. Vylepšenia ich mali pripraviť na novú, vyššiu energiu. Zatiaľ to vyzerá, že údržba cieľ splnila.

„Zrážky, ktoré dnes vidíme, znamenajú, že naša dvojročná práca bola úspešná a označujú novú éru vo výskume tajomstiev prírody,” povedal hovorca CMS Tiziano Camporesi.

Podľa hovorcu experimentu ATLAS Davea Charltona sa začiatok zberu dát v rámci tohto experimentu podaril a všetky systémy na ich zber a rýchlu analýzu zatiaľ fungujú bezchybne. “Začíname analýzu nových dát, aby sme videli, čo pre nás príroda pri týchto doposiaľ nepreskúmaných energiách pripravila,” dodal Charlton.

Okrem spomenutých veľkých experimentov budú novú fyziku pri rekordnej energii hľadať aj tri menšie kolaborácie – TOTEM, LHCf and MoEDAL.