Największy na świecie akcelerator cząstek - LHC (Large Hadron Colider) zaczyna znowu pracę. Urządzenie będące największym stworzonym przez człowieka źródłem pola magnetycznego będzie poszukiwać odpowiedzi na podstawowe pytania dotyczące natury otaczającego nas świata.

Jeszcze w 2012 roku fizycy z instytutu CERN w Genewie, gdzie znajduje się ta budowla, oświadczyli, że udało im się uchwycić ślad istnienia bozonu cechującego, który ma nadawać masę. Niektórzy nazwali to "boską cząsteczką". Była to jednak nieco wymuszona interpretacja danych zebranych w ramach pracy dwóch detektorów ATLAS i CME. Fizycy oświadczyli wtedy, że doszli do limitu możliwości LHC i postanowili dołożyć nadprzewodników i przebudować obwody tak, aby osiągać dużo większe energie zderzeń.

Gdy cel główny istnienia LHC - znalezienie bozonu cechującego - został zrealizowany wiele osób obawiało się, że skończy się finansowanie dalszych badań. Stało się jednak inaczej, pieniądze się znalazły, a przed naukowcami postawiono nowe cele, między innymi zrozumienie czym jest ciemna materia, której istnienie wynika z reguł matematycznych. 

^{Galaktyka spiralna NGC 1232 - źródło: Internet}

Astrofizycy przekonują, że aż 75% materii we Wszechświecie jest niewidoczne, ale musi istnieć, ponieważ bez niej nie byłoby odpowiednio dużej grawitacji, aby gwiazdy mogły się utrzymać na orbitach wokół centrum galaktyki. Jeśli naukowcy mają rację cząsteczki ciemnej materii można uzyskać w wynik rozpadu bozonu Higgsa. Przy niemal dwukrotnie zwiększonej energii zderzeń - LHC doposażono z 8 TeV do 14 TeV - może udać się zaobserwować powstawanie ciemnej materii.

Badania w LHC mogą również pomóc w zrozumieniu natury zjawiska zwanego spontanicznym złamaniem symetrii - SUSY. W wielkim uproszczeniu każdej z cząstek elementarnych powinien towarzyszyć jej odpowiednik. Na przykład elektron, który jest fermionem powinien mieć odpowiednika zwanego selektronem, który będzie bozonem. Złamane symetrie stają się widoczne dopiero przy wysokich energiach.

^{Źródło: Internet}

Specjaliści podejrzewają, że na wczesnym etapie istnienia Wszechświata nie dochodziło do spontanicznego złamania symetrii. Właśnie dlatego naukowcy planują odtworzenie kosmicznych warunków wczesnego Wszechświata,. Takiego, który istniał w jednej miliardowej części sekundy po hipotetycznym Wielkim Wybuchu. Według ich teorii, kosmos był wtedy bardzo gęsty i gorący, ale są to tylko niczym niepoparte przypuszczenia. Te eksperymenty rozpoczną się już w maju bieżącego roku.

Przy okazji naukowcy uważają, że uda się kontynuować badania antymaterii, czyli przeciwieństwo materii. Naukowcy uważają, że w zaraz po Wielkim Wybuchu, Wszechświat tworzyła równa ilość materii i antymaterii. Ponieważ żyjemy w świecie materialnym, naukowcy uważają, że musiały istnieć jednak jakieś subtelne różnice w jej właściwościach materii i antymaterii antymateria musiała zostać jakoś zniszczona niemal natychmiast.

^{Materia i antymateria - Źródło: Internet}

CERN stworzył już małe ilości antymaterii. W jednym z eksperymentów, badacze zebrali 309 atomów Antywodoru, ale antymateria została unicestwiona w błysku energii do którego doszło po kontakcie z materią. Antywodór zniknął po mniej więcej 17 minutach. Ponowne uruchomienie LHC pozwoli naukowcom kontynuować badanie unikalnych właściwości antymaterii.

Oprócz tego zapowiada się badania grawitacji i dodatkowych wymiarów czasoprzestrzeni. Naukowcy chcą zrozumieć, dlaczego grawitacja jest tak różne od innych sił przyrody. Możliwe jest, że nie czujemy w pełni jej skutków, ponieważ jest ona rozprowadzana w innych wymiarach. Uczeni mogą również dowiedzieć się więcej o tych dodatkowych wymiarach, obserwując cząstki, które mogą istnieć tylko w nich. Być możne zamiast supersymetrii zostanie zaproponowana nowa teoria wykorzystująca kwestię multiversum, lub coś podobnego.

^{Źródło: CERN}

Przeciwnicy pracy Wielkiego Zderzacza Hadronów od zawsze wskazywali też, że operowanie na tak dużych energiach zderzeń jest niebezpieczne i może nawet dochodzić do tworzenia czarnych dziur, czyli tworów, których grawitacja jest tak silna, że ​​nawet światło nie może go opuścić. Nie raz straszono, że wytworzona sztucznie czarna dziura może zakończyć naszą egzystencję.

Naukowcy sugerują jednak, że to przesada, a mikroskopijne czarne dziury, które są mniejsze od atomu, mogą istnieć obok nas o ile istnieją też te dodatkowe ukryte wymiary. Dotychczas w LHC nie stworzono jeszcze żadnych mikroskopijnych czarnych dziur, ale nawet jeśli takie powstaną, zdaniem uczonych, powinny odparować w 10^-27 sekundy i zaraz potem powinny się rozpaść na konwencjonalne lub supersymetryczne cząstki.

Nawet jeśli sztuczne czarne dziury z CERN nie zagrożą naszej egzystencji istnieje inne teoretyczne ryzyko na skutek zderzeń wysokiej energii - osobliwości kwantowe, zwane również dziwadełkami. Są to hipotetyczne, subatomowe kawałki materii dziwnej, składające się prawie w całości z dziwnych kwarków, które według teorii staje się bardziej stabilne gdy rośnie energia. Jedna z teorii sugeruje, że takie dziwadełko ma potencjał, aby zniszczyć Ziemie w ciągu jednej tysięcznej sekundy. Eksperci z CERN twierdzą jednak, że to mało prawdopodobne.

Istnieją też teorie spiskowe, wedle których każde włączenie LHC skutkuje dużym wzrostem aktywności sejsmicznej na całym świecie. Ma to być wynikiem dużego pola magnetycznego emitowanego z urządzenia, które oddziałuje w naturalny sposób z ziemskim polem magnetycznym. Prowadzi to do zaburzeń, które niczym efekt motyla rozprzestrzeniają się wywołując zmiany naprężeń skał i w konsekwencji zjawiska sejsmiczne.

Modernizacja Wielkiego Zderzacza Hadronów już się zakończyła, a urządzenie zaczyna wkrótce pracę z rekordową energią zderzeń 13 TeV. Docelowa energia - 14 TeV - zostanie osiągnięta dopiero za jakiś czasem. Wtedy będzie to szczyt możliwości 27 kilometrowego pierścienia zlokalizowanego w okolicy Genewy. Zgodnie z planem LHC zacznie rozpędzać protony już 23 marca 2015 roku. Przekonamy się wkrótce czy fizycy odkryją więcej tajemnic natury i czy operowanie na tak dużych energiach rzeczywiście jest tak bezpieczne jak zapewniają.