מאיץ החלקיקים הגדול והחזק ביותר בעולם מתוכנן לרסק פרוטונים ב-8 באפריל כדי לחפש חלקיקים בלתי נראים המניעים בסתר את היקום שלנו.
תיאוריות העלו כי קיימות 17 קבוצות חלקיקים שונות והמועצה האירופית למחקר גרעיני, הידועה יותר בשם CERN, אישרה את קיומו של אחד באמצעות מאיץ ההדרונים הגדול שלה (LHC) ב-2012. כעת, הצוות הפעיל מחדש את ה-LHC בתקווה לפענח תעלומות נוספות של היקום - במיוחד חומר אפל.
מדענים החלו בבדיקות ראשוניות על ידי שליחת מיליארדי פרוטונים סביב טבעת המגנטים המוליכים של ה-LHC כדי להגביר את האנרגיה שלהם ולהבטיח שהמכונה בשווי 4 מיליארד דולר במצב תקין. ובשבוע הבא, CERN תירה אותם במורד מנהרה באורך 27 ק"מ כמעט במהירות האור כדי לשחזר תנאים שנייה אחרי המפץ הגדול. ה-LHC ימשיך בניסוי עד מאוחר יותר השנה, אז הוא יועבר למצב שינה ארוך כדי ש-CERN ישדרגו אותו לגרסה הבאה - High Luminosity LHC (HL-LHC).
המאיץ יושב 92 מטר מתחת לאדמה בגבול צרפת ושוויץ והופעל לראשונה ב-10 בספטמבר 2008. ה-LHC פועל על ידי ריסוק פרוטונים יחד כדי לפרק אותם ולגלות את החלקיקים התת-אטומיים הקיימים בתוכם, וכיצד הם מתקשרים. מדענים הפעילו את המכונה החזקה החודש, והזריקו לה כמה אלומות פרוטונים.
חוקרי CERN משתמשים בפרוטונים בשל היותם חלקיקים כבדים יותר. המשקל מאפשר איבוד אנרגיה נמוך בהרבה בכל סיבוב דרך המאיץ מאשר חלקיקים אחרים כמו פוטון. ב-8 במרץ, צוותים מרחבי העולם המתינו בתוך המעבדה התת-קרקעית להציץ אל האלומות המקיפות בתוך הטבעת של ה-LHC.
הצורה המעגלית נוצרה בתכנון מכיוון שהיא מאפשרת יותר זמן להאיץ את אלומת החלקיקים כך שניתן להגיע לאנרגיה גבוהה יותר. אבל הניסיון הראשון החודש לא הלך כמתוכנן לאחר שהאלומה עשתה את זה רק חלקית. המשך הניסויים של החודש הוכיחו שנתיב האלומה היה שגוי שכן היא אכן השלימה הקפה שלמה.
לאחר התעסקות עם המכניקה, הצוות צפה בפליאה כשהאלומה מקיפה את המאיץ תוך פחות מ-20 דקות. בעוצמה מלאה, טריליוני פרוטונים רצו סביב טבעת המאיץ 11,245 פעמים בשנייה ונעו רק 11 קמ"ש פחות ממהירות האור.
ב-8 באפריל הצוות ישלח את האלומות דרך המנהרה שם הן יתנגשו. הצוות יהיה במצוד אחר חומר אפל, המהווה כ-28% מהיקום המאסיבי שלנו - אבל זה מעולם לא נראה או הוכח. עבודה זו תעניק להם תובנות לגבי היווצרות היקום ואפילו גורלו הסופי. הניסוי אמור להתרחש באותו יום של ליקוי החמה הגדול בצפון אמריקה (ללא כל קשר).
ליקוי החמה המלא מתרחש כאשר הירח חוסם לחלוטין את פני השמש, והופך לזמן קצר את הסביבה לחשוכה במהלך היום. המחזה יהיה גלוי ל-32 מיליון איש לאורך נתיב צר דרך צפון ומרכז אמריקה. הוא יציין את ליקוי החמה המלא הראשון בארה"ב מאז אוגוסט 2017.
מטרת ה-LHC היא לאפשר למדענים לבחון תחזיות של פיזיקה של חלקיקים שונים, כולל מדידת התכונות של בוזון היגס או החלקיק האלוהי, שהיה חלק חסר בפאזל הפיזיקאים בניסיון להבין כיצד פועל היקום. מדענים מאמינים כי שבריר שנייה לאחר המפץ הגדול שהוליד את היקום, נוצר שדה אנרגיה בלתי נראה, הנקרא שדה היגס.
כאשר חלקיקים עברו בשדה, הם אספו מסה, מה שנתן להם גודל וצורה ואפשר להם ליצור את האטומים המרכיבים אתכם, כל מה שסביבכם וכל דבר ביקום. זו הייתה התיאוריה שהציע בשנת 1964 תלמיד תיכון לשעבר פרופסור היגס שהיום כבר אושרה. ובעוד שהחלקיקים התכלו מיידית במהלך ניסוי ה-LHC, מדענים גילו שהם השאירו טביעות מאחור וחשפו את קיומם.
ה-LHC משמש בדרך כלל רק חודש אחד בכל שנה, אך נסגר למשך תקופות ארוכות לצורך שדרוגים - הוא כבה בפעם האחרונה בשנת 2022 על רקע משבר האנרגיה באירופה. הפעלת ה-LHC היא תהליך מורכב, הדורש שהכל יעבוד כמו תזמורת.
רנדה שטירנברג (Rende Steerenberg), האחראי על תפעול חדר הבקרה ב-CERN בשוויץ, אמר בשנת 2022: "זה מגיע עם תחושת מתח, עצבנות מסוימת", הסביר, והוסיף כי הרבה יכול להשתבש, כולל חסימות במנהרה ובעיות עם מגנטים״.
מקורות:
Comments