Fysikere ved CERN-forskningssenteret kolliderte underatomiske partikler i Large Hadron Collider tirsdag med de høyeste hastigheter som noen gang er oppnådd. "Mange mennesker har ventet lenge på dette øyeblikket, men deres tålmodighet og engasjement begynner å betale utbytte." Instrumentene i LHC har allerede registrert tusenvis av hendelser, og på dette skrivet har LHC hatt mer enn en times stabile og kolliderende bjelker.
Dette er et forsøk på å lage miniversjoner av Big Bang som førte til fødselen av universet for 13,7 milliarder år siden, noe som ga ny innsikt i materiens natur og evolusjon i det tidlige universet.
Bjelkene kolliderte ved 7 TeV i LHC klokken 13:06 CEST. Dette markerer det første langløpet med en energi som er tre og en halv ganger høyere enn tidligere oppnådd ved en partikkelakselerator.
"Med disse rekordstorende kollisjonsenergiene blir LHC-eksperimentene drevet inn i et stort område for å utforske, og jakten begynner på mørk materie, nye krefter, nye dimensjoner og Higgs boson," sa ATLAS CERN-talsperson for samarbeid, Fabiola Gianotti. "Det faktum at eksperimentene har publisert artikler allerede på grunnlag av fjorårets data, er veldig bra for denne første fysikkoppkjøringen."
Forskere sier at de første resultatene fra denne høye kollisjonsraten kan bli publisert i løpet av noen måneder, mer sannsynlig innen utgangen av 2010.
"Vi har alle blitt imponert over måten LHC har prestert så langt," sa Guido Tonelli, talsperson for CMS-eksperimentet, "og det er spesielt gledelig å se hvor godt partikkeldetektorene våre fungerer mens fysikkteamene våre over hele verden allerede analyserer data. Vi tar snart kontakt med noen av de største gåtene i moderne fysikk, som opprinnelsen til massen, den store kraftenes forening og tilstedeværelsen av rikelig mørk materie i universet. Jeg forventer veldig spennende tider foran oss. ”
CERN vil drive LHC i 18-24 måneder med mål om å levere nok data til eksperimentene til å gjøre betydelige fremskritt over et bredt spekter av fysikkanaler. Så snart de har "oppdaget" de kjente standardmodellpartiklene, en nødvendig forløper for å lete etter ny fysikk, vil LHC-eksperimentene starte det systematiske søket etter Higgs boson. Med den mengden data som er forventet, kalt en omvendt femtobarn av fysikere, vil den kombinerte analysen av ATLAS og CMS kunne utforske et bredt massespekter, og det er til og med en sjanse for å oppdage om Higgs har en masse nær 160 GeV. Hvis det er mye lettere eller veldig tungt, vil det være vanskeligere å finne i dette første LHC-løpet.
For supersymmetri vil ATLAS og CMS ha nok data til å doble dagens følsomhet for visse nye funn. Eksperimenter i dag er følsomme for noen supersymmetriske partikler med masser opp til 400 GeV. En omvendt femtobarn ved LHC skyver funnområdet opp til 800 GeV.
"LHC har en reell sjanse de neste to årene til å oppdage supersymmetriske partikler," forklarte Heuer, "og muligens gi innsikt i sammensetningen til omtrent en fjerdedel av universet."
Selv ved den mer eksotiske enden av LHCs potensielle funnspekter, vil dette LHC-løpet utvide den nåværende rekkevidden med en faktor på to. LHC-eksperimenter vil være følsomme for nye massive partikler som indikerer tilstedeværelsen av ekstra dimensjoner opp til masser av 2 TeV, der dagens rekkevidde er rundt 1 TeV.
Etter denne kjøringen vil LHC stenge for rutinemessig vedlikehold, og for å fullføre reparasjoner og konsolideringsarbeid som er nødvendig for å nå LHCs designenergi på 14 TeV etter hendelsen 19. september 2008. Tradisjonelt har CERN betjent gassene sine på en årlig syklus, kjører i syv til åtte måneder med en fire til fem måneders stenging hvert år. Å være en kryogen maskin som fungerer ved veldig lav temperatur, tar LHC omtrent en måned å få opp til romtemperatur og en måned til å kjøle seg ned. En fire måneders avstengning som en del av en årlig syklus gir ikke lenger mening for en slik maskin, så CERN har besluttet å gå over til en lengre syklus med lengre driftsperioder ledsaget av lengre avstengningsperioder når det er nødvendig.
"To års kontinuerlig løping er en høy ordre både for LHC-operatørene og eksperimentene, men det vil være vel verdt innsatsen," sa Heuer. "Ved å starte med et langt løp og konsentrere forberedelsene til 14 TeV-kollisjoner til en enkelt nedstenging, øker vi den totale kjøretiden de neste tre årene, kompenserer for tapt tid og gir eksperimentene sjansen til å gjøre seg bemerket."
Kilde: CERN
