Världens största och mest kraftfulla partikelkolliderare startade upp igen i april efter tre års uppehåll.
Tio år efter att den upptäckte Higgs-bosonen är Large Hadron Collider på väg att börja slå ihop protoner på oöverträffade energinivåer i sin strävan att avslöja fler hemligheter om hur universum fungerar.
Världens största och mest kraftfulla partikelkolliderare startade upp igen i april efter tre års uppehåll för uppgraderingar som förberedelse för sin tredje körning.
Från och med tisdag kommer den att köras dygnet runt i nästan fyra år med en rekordenergi på 13,6 biljoner elektronvolt, meddelade European Organization for Nuclear Research (CERN) vid en pressträff förra veckan.
Den kommer att skicka två strålar av protoner – partiklar i en atoms kärna – i motsatta riktningar med nästan ljusets hastighet runt en ring på 27 kilometer (17 mile) begravd 100 meter under den schweizisk-franska gränsen.
De resulterande kollisionerna kommer att registreras och analyseras av tusentals forskare som en del av en rad experiment, inklusive ATLAS, CMS, ALICE och LHCb, som kommer att använda den förstärkta kraften för att undersöka mörk materia, mörk energi och andra fundamentala mysterier.
1,6 miljarder kollisioner per sekund
"Vi siktar på att leverera 1,6 miljarder proton-proton-kollisioner per sekund" för ATLAS- och CMS-experimenten, sa CERN:s chef för acceleratorer och teknik Mike Lamont.
Den här gången kommer protonstrålarna att minskas till mindre än 10 mikron – ett människohår är cirka 70 mikron tjockt – för att öka kollisionshastigheten, tillade han.
Den nya energihastigheten kommer att tillåta dem att ytterligare undersöka Higgs-bosonen, som Large Hadron Collider först observerade den 4 juli 2012.
Jämfört med kolliderarens första körning som upptäckte bosonen kommer det denna gång att bli 20 gånger fler kollisioner.
Upptäckten revolutionerade fysiken delvis för att bosonen passade in i standardmodellen – mainstreamteorin om alla de fundamentala partiklarna som utgör materia och krafterna som styr dem.
Men flera nya fynd har väckt frågor om standardmodellen, och den nyligen uppgraderade kollideraren kommer att titta på Higgs-bosonen mer djupgående.
"Higgsbosonen är relaterad till några av de mest djupgående öppna frågorna inom fundamental fysik idag", sa CERN:s generaldirektör Fabiola Gianotti, som först tillkännagav bosonens upptäckt för ett decennium sedan.
Jämfört med kolliderarens första körning som upptäckte bosonen kommer det denna gång att bli 20 gånger fler kollisioner.
"Detta är en betydande ökning som banar väg för nya upptäckter," sa Lamont.
Joachim Mnich, CERN:s chef för forskning och databehandling, sa att det fortfarande finns mycket mer att lära sig om bosonen.
"Är Higgs-bosonen verkligen en fundamental partikel eller är det en komposit?" frågade han.
"Är det den enda Higgs-liknande partikeln som finns - eller finns det andra?"
Joachim Mnich, CERN:s chef för forskning och databehandling sa att det fortfarande finns mycket mer att lära om Higgs-bosonen.
'Ny fysiksäsong'
Tidigare experiment har bestämt massan av Higgs-bosonen, såväl som mer än 60 kompositpartiklar som förutspåtts av standardmodellen, såsom tetraquark.
Men Gian Giudice, chef för CERN:s avdelning för teoretisk fysik, sa att observation av partiklar bara är en del av jobbet.
"Partikelfysiken vill inte bara förstå hur - vårt mål är att förstå varför", sa han.
Bland Large Hadron Colliders nio experiment finns ALICE, som undersöker materia som fanns under de första 10 mikrosekunderna efter Big Bang, och LHCf, som använder kollisionerna för att simulera kosmiska strålar.
Efter denna körning kommer kollideraren att komma tillbaka 2029 som LHC med hög ljusstyrka, vilket ökar antalet detekterbara händelser med en faktor 10.
Utöver det planerar forskarna en Future Circular Collider – en 100 kilometer lång ring som syftar till att nå energier på hela 100 biljoner elektronvolt.
But for now, physicists are keenly awaiting results from the Large Hadron Collider's third run.
"A new physics season is starting," CERN said. + Utforska vidare
© 2022 AFP
