Co to jest duży zderzacz hadronów?

Wielki zderzacz hadronów (LHC) to wysokoenergetyczny akcelerator cząstek. Akcelerator jest finansowany przez Europejską Organizację Badań Jądrowych, największą na świecie organizację fizyki cząstek elementarnych, i przechodzi przez Francję i Szwajcarię. Wielki Zderzacz Hadronów jest najpotężniejszym akceleratorem cząstek na świecie i jest w stanie zderzać protony przy energiach do czternastu bilionów woltów elektronów, a także cięższych cząstek, takich jak jądra żelaza. Oczekuje się, że eksperymenty przeprowadzone w Wielkim Zderzaczu Hadronów mogą pomóc rozwiązać podstawowe pytania fizyki, takie jak natura masy i istnienie dodatkowych wymiarów.

Wielki Zderzacz Hadronów znajduje się w podziemnym okrągłym tunelu o obwodzie około 17 km, kiedyś używanym do przechowywania wcześniejszego akceleratora cząstek. Cząstki są wstrzykiwane do tunelu z dużą prędkością w przeciwnych kierunkach, a następnie są przyspieszane przez silne pola magnetyczne. Utrzymywanie cząstek w wiązce, gdy krążą one wokół tunelu z prędkością bliską prędkości światła, jest dość trudne; potrzebne są duże nadprzewodzące magnesy, aby zapewnić niezbędną siłę. Kiedy dwie cząstki zderzają się, energia kinetyczna cząstek przechodzi w tworzenie szeregu egzotycznych, krótkotrwałych produktów zderzenia.

Wielki Zderzacz Hadronów zawiera sześć różnych detektorów, których celem jest odkrycie, jakie są te nowe cząstki i jak się zachowują. Wiele teorii fizyki cząstek przewiduje, że Wielki Zderzacz Hadronów będzie wystarczająco silny, aby tworzyć nowe cząstki, takie jak bozon Higgsa lub supersymetryczni partnerzy dla zwykłych cząstek. Jeśli te cząstki zostaną wykryte, potwierdzą nasze obecne teorie na temat budowy wszechświata; mogą również pojawić się nieoczekiwane cząstki, nie będące częścią żadnej obecnej teorii.

Istnieją obawy, że Wielki Zderzacz Hadronów może stworzyć cząsteczkę, taką jak stabilny strangelet, który może spowodować reakcję łańcuchową w zwykłej materii i ostatecznie zniszczyć Ziemię. Nie ma jednej, jednolitej teorii fizyki cząstek, a niektóre teorie sugerują, że może to być możliwe, podczas gdy inne całkowicie ją wykluczają. Ziemia od dawna była narażona na promieniowanie kosmiczne, które ma znacznie więcej energii na cząsteczkę niż cokolwiek wytworzonego w Wielkim Zderzaczu Hadronów; jednak promienie te mogą mieć inne właściwości niż protony stosowane w eksperymentach fizycznych.