Projekt vysokoluminozitného urýchľovača sa momentálne posunul do svojej druhej fázy, počas ktorej by mali vedci vyvíjať prototypy jeho jednotlivých častí. „Vysokoluminozitný LHC by mal byt spustený v roku 2026. Dovtedy však treba vyvinúť viaceré technologické inovácie a vykopať dva nové tristo metrové tunely,“ uviedol Ivan Melo z EPPCN, ktorá je komunikačnou organizáciou CERN-u (European Particle Physics Communication Network).

Zrážok bude pribúdať

Veľký hadrónový urýchľovač môžeme posudzovať na základe dvoch základných parametrov. Jedným je energia, ktorá po nedávnej prestávke dosiahla zatiaľ rekordných 13 TeV (13 teraelektrónvoltov), pričom by podľa plánu mal časom dospieť k hranici 14 TeV. Druhým parametrom je luminozita. Tá je úmerná počtu častíc, ktoré sa zrážajú v určitom časovom intervale.

S maximálnou hranicou energie sa podľa Mela už veľmi pohnúť nedá. Luminozita ale môže prekročiť plánované maximum. Vysokoluminozitný LHC ju bude schopný zdvihnúť až desaťnásobne.

„To znamená, že na ňom bude za rovnaký čas prebiehať desať krát viac zrážok ako na súčasnom LHC. Dosiahne sa to tým, že zväzky sa protónov viac sfokusujú a budú intenzívnejšie,“ vysvetlil Melo.

Zvyšovanie počtu zrážok je pre výskum veľmi dôležité, keďže vedcom umožní „vidieť“ ostrejšie. Budú totiž schopní rozpoznať nové častice a procesy, ktoré sú momentálne pod hranicou citlivosti LHC. Pred vedou sa môžu zatiaľ skrývať v takzvanom „pozadí“, ktoré je tvorené množstvom známych častíc a procesov.

Plánovaný vývoj Vysokoluminozitného LHC počas nasledujúcich rokov. Zdroj: CERN

„Pri veľkom počte vyprodukovaných zrážok si môžeme nasadiť akoby kvalitnejšie okuliare s množstvom korekčných filtrov, ktoré pri analýze uprednostnia a prepustia zrážky s novými časticami na úkor menej zaujímavejších zrážok so známymi časticami,“ prirovnal Ivan Melo. „Dokážeme tak výrazne zvýšiť objaviteľský potenciál LHC,“ dodal.

Vylepšenie si vyžaduje najlepších inžinierov

Vylepšenie LHC nie je krátkodobý projekt. Ide o náročnú procedúru, ktorá je závislá od vývoja viacerých prelomových technológií. „Musíme inovovať vo viacerých oblastiach, vyvíjame úplne nové technológie pre magnety, optiku urýchľovača, supravodivé rádiofrekvenčné dutiny a supravodivé spoje,“ uviedol v tlačovej správe Lucio Rossi, šéf projektu Vysokoluminozitného LHC.

Inovácie sa týkajú napríklad špičkových fokusujúcich magnetov, ktoré budú pracovať pri magnetickom poli 12 Tesla. Momentálne je to len 8 Tesla. Takáto zmena si podľa Ivana Mela vyžaduje novú generáciu supravodivých magnetov.

„Ďalšie inovácie si vyžadujú takzvané kolimátory, ktoré chránia urýchľovač pred zablúdenými časticami. Novým prvkom budú takzvané krabie dutiny, ktoré dokážu stočiť podlhovasté húfy protónov tak, aby sa nezrazili úzkym čelom, ale širokým bokom,“ priblížil zmeny Melo. „Je to veľká príležitosť aj pre špičkových inžinierov, aby sa realizovali pri vývoji týchto technológií.“

Nové technológie sú vyvíjané už od roku 2011, a to v rámci štúdie HiLumi LHC Design Study, ktorá bola čiastočne financovaná zo 7. rámcového programu Európskej komisie. Vysokoluminozitný LHC spojil množstvo laboratórií z členských štátov CERNu, Ruska, Japonska a Spojených štátov. Na prvej, úspešnej fáze sa zúčastnilo zhruba 200 vedcov z dvadsiatich krajín.