Fysikere ved CERN-forskningscenter kolliderede underatomiske partikler i Large Hadron Collider tirsdag med de højeste hastigheder nogensinde opnået. ”Mange mennesker har ventet længe på dette øjeblik, men deres tålmodighed og dedikation begynder at betale udbytte.” Instrumenterne i LHC har allerede optaget tusinder af begivenheder, og ved denne skrivning har LHC haft mere end en times stabile og kolliderende bjælker.
Dette er et forsøg på at skabe mini-versioner af Big Bang, der førte til universets fødsel for 13,7 milliarder år siden, hvilket gav ny indsigt i materiens art og evolution i det tidlige univers.
Bjælker kolliderede kl. 7 TeV i LHC kl. 13:06 CEST. Dette markerer det første lange løb med en energi, der er tre og en halv gang højere end tidligere opnået ved en partikelaccelerator.
”Med disse rekordstorende kollisionenergier drives LHC-eksperimenterne ind i et enormt område for at udforske, og jakten begynder på mørkt stof, nye kræfter, nye dimensioner og Higgs boson,” sagde ATLAS CERN-talsmand, Fabiola Gianotti. "Det faktum, at eksperimenterne allerede har offentliggjort artikler på grundlag af sidste års data, koder meget godt for denne første fysikkørsel."
Forskere siger, at de første resultater fra denne høje kollisionsrate muligvis offentliggøres inden for et par måneder, mere sandsynligt ved udgangen af 2010.
”Vi er alle blevet imponeret over den måde, LHC har fungeret indtil videre,” sagde Guido Tonelli, talsmand for CMS-eksperimentet, ”og det er især glædeligt at se, hvor godt vores partikeldetektorer fungerer, mens vores fysikhold over hele verden allerede analyserer data. Vi vil snart adressere nogle af de store gåder i moderne fysik som massens oprindelse, den store kræftforening og tilstedeværelsen af rigeligt mørkt stof i universet. Jeg forventer meget spændende tider foran os. ”
CERN vil køre LHC i 18-24 måneder med det formål at levere tilstrækkelige data til eksperimenterne til at gøre betydelige fremskridt på tværs af en lang række fysikkanaler. Så snart de har "genopdaget" de kendte Standard Model-partikler, en nødvendig forløber for at lede efter ny fysik, vil LHC-eksperimenterne starte den systematiske søgning efter Higgs boson. Med den mængde forventede data, kaldet en omvendt femtobarn af fysikere, vil den kombinerede analyse af ATLAS og CMS være i stand til at udforske et bredt masseområde, og der er endda en chance for at opdage, hvis Higgs har en masse i nærheden af 160 GeV. Hvis det er meget lettere eller meget tungt, vil det være sværere at finde i dette første LHC-løb.
Til supersymmetri vil ATLAS og CMS hver have tilstrækkelige data til at fordoble dagens følsomhed over for visse nye opdagelser. Eksperimenter i dag er følsomme over for nogle supersymmetriske partikler med masser op til 400 GeV. En omvendt femtobarn ved LHC skubber opdagelsesområdet op til 800 GeV.
"LHC har en reel chance i de næste to år på at opdage supersymmetriske partikler," forklarede Heuer, "og muligvis giver indsigt i sammensætningen af omkring en fjerdedel af universet."
Selv ved den mere eksotiske ende af LHCs potentielle opdagelsesspektrum vil dette LHC-løb udvide den aktuelle rækkevidde med en faktor på to. LHC-eksperimenter vil være følsomme over for nye massive partikler, der indikerer tilstedeværelsen af ekstra dimensioner op til masser af 2 TeV, hvor dagens rækkevidde er omkring 1 TeV.
Efter denne kørsel vil LHC lukke ned for rutinemæssig vedligeholdelse og for at afslutte det reparations- og konsolideringsarbejde, der er nødvendigt for at nå LHC's designenergi på 14 TeV efter hændelsen den 19. september 2008. Traditionelt har CERN betjent sine acceleratorer på en årlig cyklus, kører i syv til otte måneder med en lukke på fire til fem måneder hvert år. Da det er en kryogen maskine, der arbejder ved meget lav temperatur, tager LHC cirka en måned at bringe op til stuetemperatur og en anden måned at køle ned. En fire-måneders nedlukning som en del af en årlig cyklus giver ikke længere mening for en sådan maskine, så CERN har besluttet at gå til en længere cyklus med længere driftsperioder ledsaget af længere nedlukningsperioder, når det er nødvendigt.
”To års kontinuerlig kørsel er en høj ordre både for LHC-operatørerne og eksperimenterne, men det vil være værd at gøre det,” sagde Heuer. "Ved at starte med en lang løb og koncentrere forberedelserne til 14 TeV-kollisioner til en enkelt nedlukning øger vi den samlede løbetid i løbet af de næste tre år, kompenserer for tabt tid og giver eksperimenterne muligheden for at sætte deres præg."
Kilde: CERN
