Strona głównaPytania → LHC… i co dalej?

LHC… i co dalej?

Pytanie

Pyta Bartek

LHC… i co dalej? Najważniejszy z celów (najbardziej medialny?), dla których zbudowano LHC został osiągnięty. Oczywiście LHC działa nadal i o ile wiem nie osiągnął jeszcze pełnej mocy, więc niejednym może nas zaskoczyć, ale czy ktoś już zastanawiał się głębiej nad tym, co będziemy robić „po LHC”? Czy w świecie fizyki eksperymentalnej są już dyskutowane kolejne kroki? Ktoś ma jakieś śmiałe i nietuzinkowe pomysły, czy póki co będziemy po prostu budowali coraz mocniejsze akceleratory cząstek?

Odpowiedź

Odpowiada dr Grzegorz Brona

LHC i detektory pracujące przy nim rozwiązały rzeczywiście pierwszą z zagadek, do rozwiązania których zostały skonstruowane. Poprzez odkrycie cząstki Higgsa pokazały kompletność Modelu Standardowego cząstek elementarnych. Niemniej fizycy zdają sobie sprawę z tego, że Model Standardowy nie jest ostatecznym modelem świata cząstek elementarnych. Zawiera istotne braki i założenia poczynione ad hoc. Co więcej pomija część istotnych aspektów, jak np. grawitację. Z drugiej strony niektóre teorie inkorporowane przez Model Standardowy są na tyle złożone matematycznie, że udaje się zgodnie z nimi uzyskać przewidywania jedynie dla najprostszych przypadków. Stąd z jednej strony pojawia się konieczność poszukiwania nowych zjawisk, wychodzących poza Model Standardowy. LHC realizuje tutaj m.in. projekt poszukiwania tzw. cząstek supersymetrycznych, które są przewidywanymi cięższymi braćmi i siostrami znanych nam cząstek, a których istnienie tłumaczyłoby pewne właśności Modelu Standardowego i pozwalało na uproszczenie opisu mikroświata. Z drugiej strony zaś istnieje konieczność dokonania szeregu pomiarów w ramach samego Modelu Standardowego, tak aby zbadać rejony, w których teorie nie dają jasnych przewidywań liczbowych. Pozwoli to zrozumieć lepiej strukturę tych teorii i zaproponować uproszczone modele. Dotyczy to m.in. badań w obszarze tzw. chromodynamiki kwantowej, czyli teorii opisującej jak kwarki (i gluony) łączą się ze sobą, dając w wyniku protony i neutrony, składniki jąder atomowych. Przykładem jest tutaj odkrycie przy LHC kilka dni temu tzw. pentakwarków, czyli cząstek składających się z pieciu kwarków konstytuentnych. Chromodynamika pozwala na istnienie takich obiektów, jednak nie daje jasnych przewidywań co do ich masy. LHC potwierdziło ich istnienie i zmierzyło masę. Warto zwrócić uwagę, że rocznie naukowcy pracujący przy LHC publikują około 400 artykułów naukowych, z czego może 15 poświęconych jest cząstce Higgsa, reszta zaś dotyczy najróżniejszych pomiarów, dokonywanych niezależnie od pomiaru Boskiej Cząstki. LHC pracować będzie jeszcze zapewne około 10 lat (planowane są kolejne ulepszenia maszyny). Przy eksperymentach pracować będzie 5 tysięcy naukowców. Może się wydawać, że czasu jest dużo, a zasoby są wystarczające. Nie jest to prawdą, zespoły badawcze wciąż cierpią na braki kadrowe, a znaczna część interesujących pomiarów oczekuje na „wolne zasoby” i odkładana jest na później, być może nigdy nie zostanie przeprowadzona. A co po LHC? Planów jest kilka, z których najbardziej realny to budowa nowego zderzacza liniowego, w którym doprowadzane do zderzeń będę elektrony, a nie protony. Maszyna taka znacznie lepiej od LHC będzie nadawała się do prowadzenia pomiarów precyzyjnych i dokładnego wyznaczenia i przebadania nowych cząstek odkrywanych przez LHC.