CERN oprește pentru patru ani acceleratorul care a descoperit bosonul Higgs. Ce urmează după „particula lui Dumnezeu”

Cel mai puternic accelerator de particule din lume a intrat într-o perioadă lungă de pauză. Large Hadron Collider, instalația uriașă de la CERN aflată la granița dintre Franța și Elveția, și-a încheiat activitatea pe 29 iunie 2026 și va rămâne oprit aproximativ patru ani pentru una dintre cele mai ambițioase modernizări din istoria fizicii moderne.

Nu este vorba despre o simplă perioadă de mentenanță. CERN pregătește transformarea LHC în HiLumi LHC, o versiune capabilă să genereze mult mai multe coliziuni între protoni și, implicit, mult mai multe date pentru oamenii de știință. Miza este uriașă: studierea mai precisă a bosonului Higgs, căutarea unor procese extrem de rare și poate chiar obținerea unor indicii despre materia întunecată, una dintre cele mai mari enigme ale Universului.

Un accelerator uriaș intră în cea mai importantă etapă de modernizare

LHC este celebru mai ales pentru momentul din 4 iulie 2012, când experimentele ATLAS și CMS au anunțat descoperirea bosonului Higgs, denumit în presa populară „particula lui Dumnezeu”. Termenul este spectaculos, dar nu tocmai agreat de fizicieni. Bosonul Higgs este important fiindcă este asociat cu mecanismul prin care anumite particule elementare capătă masă.

Descoperirea de acum 14 ani nu a însemnat finalul poveștii. De atunci, cercetătorii au analizat proprietățile particulei, modul în care aceasta interacționează cu alte componente fundamentale ale materiei și felul în care rezultatele se potrivesc cu Modelul Standard al fizicii. LHC a devenit astfel mult mai mult decât un accelerator de particule: este unul dintre cele mai sofisticate laboratoare construite vreodată pentru a înțelege Universul la scară microscopică.

Vezi și:

Când poate banca să îți ceară explicații pentru banii din cont. Tranzacțiile verificate mai atent, tabel explicativ

În cei trei mari ani de funcționare științifică, LHC a furnizat date pentru mii de lucrări academice și a contribuit la descoperirea a peste 85 de hadroni, particule alcătuite din quarcuri. În același timp, rezultatele au limitat multe teorii despre particule necunoscute, au oferit informații despre diferența dintre materie și antimaterie și au ajutat la studierea plasmei de quarcuri și gluoni, starea extremă a materiei existente la scurt timp după Big Bang.

Pauza actuală nu înseamnă însă că cercetarea se oprește. Datele adunate până acum vor continua să fie analizate ani la rând, iar cele patru mari experimente asociate acceleratorului — ATLAS, CMS, ALICE și LHCb — vor trece și ele prin lucrări majore de modernizare.

Ce se schimbă la LHC și de ce contează luminozitatea

Noul HiLumi LHC nu va fi un accelerator care lansează protonii la energii radical mai mari decât până acum. Obiectivul principal este creșterea luminozității, un termen care descrie câte coliziuni pot avea loc într-un anumit interval de timp. Cu cât există mai multe coliziuni, cu atât cresc șansele ca detectorii să surprindă evenimente foarte rare.

CERN estimează că HiLumi LHC va crește luminozitatea cu până la un factor de zece față de proiectarea inițială a LHC. În practică, asta înseamnă seturi de date mult mai mari și un număr de coliziuni proton-proton care ar putea ajunge la 140-200 pentru fiecare întâlnire a fasciculelor, față de aproximativ 60 în ultima perioadă de funcționare. Pentru cercetători, diferența poate face trecerea de la un indiciu vag la o măsurătoare suficient de precisă pentru a confirma sau infirma o teorie.

Lucrările sunt de proporții. Aproximativ 1,2 kilometri din acceleratorul circular cu lungimea de 27 de kilometri vor fi înlocuiți cu echipamente noi. Vor fi instalate magnete de focalizare mai puternice, cavități supraconductoare cunoscute drept „crab cavities”, linii electrice supraconductoare și sisteme de protecție adaptate noului regim de funcționare.

ATLAS și CMS, cele două mari experimente care au contribuit la descoperirea Higgs, vor primi de asemenea detectoare și sisteme electronice noi. Acestea trebuie să poată selecta rapid evenimentele relevante dintr-un volum enorm de interacțiuni, fără să piardă tocmai acele semnale rare care ar putea schimba regulile jocului.

Materia întunecată rămâne marele premiu

Expresia „misterul materiei întunecate” apare frecvent în jurul proiectului HiLumi LHC, dar trebuie privită cu prudență. Nu există garanția că acceleratorul modernizat va descoperi direct materia întunecată. Cercetătorii speră mai degrabă să observe semnale care ar putea indica existența unor particule noi, dincolo de cele explicate de Modelul Standard.

Materia întunecată nu poate fi văzută direct, deoarece nu pare să emită, să absoarbă sau să reflecte lumină. Existența ei este dedusă din efectele gravitaționale observate în galaxii și roiuri de galaxii. Dacă în coliziunile de la LHC ar apărea particule care scapă nedetectate, fizicienii ar putea observa „lipsa” unei cantități de energie și impuls, un posibil indiciu că s-a produs ceva necunoscut.

Aici intervine avantajul uriaș al unui accelerator cu luminozitate mai mare. Fenomenele rare nu pot fi descoperite dacă apar o dată la un număr uriaș de coliziuni și detectorii nu strâng suficiente date. HiLumi LHC va produce, pe durata sa de viață, sute de milioane de bosoni Higgs, față de zecile de milioane generate până acum de LHC. Acest salt nu promite automat o descoperire spectaculoasă, însă oferă șanse mult mai bune pentru a verifica lucruri care până acum erau aproape imposibil de observat.

CERN vizează reluarea operațiunilor în jurul anului 2030. Atunci, LHC va reveni într-o formă nouă, pregătit pentru încă aproximativ un deceniu de experimente. După ce a confirmat existența bosonului Higgs, acceleratorul intră acum într-o etapă în care întrebările devin și mai interesante: ce particule lipsesc din Modelul Standard, din ce este făcută materia întunecată și cât de aproape suntem, de fapt, de o nouă descoperire care să schimbe fizica fundamentală?

Singurele două judeţe din România care nu sunt sub cod roşu de caniculă. Temperaturile devin insuportabile