International Physics Masterclasses

Η έρευνα στον LHC

Ο LHC είναι ο μεγαλύτερος και ισχυρότερος επιταχυντής στον κόσμο. Κατασκευάστηκε για να εισχωρήσει σε ανεξερεύνητες περιοχές πέρα από το Καθιερωμένο Πρότυπο. Κι αυτό γιατί, ακόμα και στο Καθιερωμένο Πρότυπο, που με την τόση μεγάλη επιτυχία περιγράφει τους βασικούς δομικούς λίθους της ύλης και τις δυνάμεις που ασκούνται μεταξύ τους και έχει μια ισχυρή πειραματική επιβεβαίωση, υπάρχουν κενά. Τα πειράματα του LHC έχουν σκοπό να απαντήσουν σε μερικά από τα ανοικτά ερωτήματα, όπως πώς υπεισέρχεται η μάζα των σωματιδίων και γιατί το σύμπαν αποτελείται περισσότερο από ύλη παρά από αντιύλη.

Κατά την αρχική φάση της λειτουργίας του LHC, οι φυσικοί έδωσαν σημασία σε κάθε, γνωστό ήδη, σωματίδιο του Καθιερωμένου Προτύπου. Μέσα σε λίγες εβδομάδες "ξανα-ανακάλυψαν" τα πιο πολλά από αυτά τα σωματίδια, όπως για παράδειγμα δέσμιες καταστάσεις κουάρκ και αντικουάρκ (τα λεγόμενα charmonium και bottomonium που είχαν ανακαλυφθεί το 1974 και 1977), τα υψηλά (top) κουάρκ (που είχαν ανακαλυφθεί το 1995) και τα μποζόνια W και Z που είχαν ανακαλυφθεί στο CERN το 1983. Για να είσαι σίγουρος/η ότι ανακάλυψες νέα σωματίδια σε συγκρούσεις πρωτονίου-πρωτονίου, θα πρέπει πρώτα να είσαι ικανός/ή να αναγνωρίζεις τα γνωστά σωματίδια στα διάφορα γεγονότα του LHC. Με άλλα λόγια η δουλειά και τα αποτελέσματα ενός φυσικού σωματιδίων μοιάζει με αυτήν ενός ντετέκτιβ! Παρ' όλα αυτά, μόλις τα γνωστά σωματίδια ανιχνευθούν και ταυτοποιηθούν, χρησιμοποιούνται όχι μόνο για να επιβεβαιώσουν προηγούμενα αποτελέσματα αλλά και για να περιγράψουν πώς η γνωστή φυσική παρουσιάζεται στο νέο περιβάλλον του LHC. Και αυτό αποτελεί το κλειδί για την ανακάλυψη νέας φυσικής!

Στη μελέτη μας, το μποζόνιο Ζ - που αποτελεί έναν από τους διαδότες της ασθενούς αλληλεπίδρασης - αποτελεί το στόχο μας. Ανακαλύπτοντας ξανά το μποζόνιο Ζ στον LHC κατανοούμε καλύτερα τη φυσική σε τόσο μεγάλες ενέργειες και με αυτόν τον τρόπο ελπίζουμε να ανακαλύψουμε νέα ενδιαφέροντα φυσικά φαινόμενα.