miercuri, 21 octombrie 2020 - 8:34

Acceleratorul de particule a fost pornit din nou. Ce speră oamenii de ştiinţă să găsească?

Avocatul Poporului, despre cauza blocajului din sănătate: Autoritățile continuă să folosească același algoritm de testare

Avocatul Poporului, Renate Weber, reclamă faptul că, la peste jumătate de an de la debutul pandemiei de COVID-19, autorităţile din România continuă să folosească...

Deputatul PSD Florin Iordache, votat de 185 de parlamentari pentru a conduce Consiliul Legislativ

Camera Deputatilor si Senatul au votat in plenul reunit ca Florin Iordache sa fie presedinte al Consiliului Legislativ. Au fost 185 de voturi "pentru"...

Reacția fostului ministru Nicolae Bănicioiu, după ce DNA a cerut ridicarea imunității sale

Fostul ministru, Nicolae Bănicioiu, susține, într-o postare pe Facebook, că acuzațiile care i se aduc sunt false și că este pentru ridicarea imunității. Bănicioiu...

Directorul unui spital din Sibiu cere modificarea condițiilor de testare pentru COVID-19

Directorul Spitalului de Pediatrie din judeţul Sibiu, medicul Camelia Grigore, consideră că ar trebui îmbunătăţită modalitatea de abordare a cazurilor infectate cu noul coronavirus...

În princiupiu, experimentele de la CERN ajută la o mai bună înţelegere a Universului

accelerator

LHC (Large Hadron Collider), acceleratorul de particule folosit pentru a descoperi bosonul Higgs în 2012, a fost repus în funcţiune. Asta nu înseamnă că deja funcţionează la putere maximă. Ca să ajungă la accelerarea necesară pentru a colecta date din coliziuni şi pentru a efectua experimente de fizică, va avea nevoie de două luni.

Ce este LHC?

LHC, care a fost construit în anul 2008 de către CERN (Organizaţia Europeană pentru Cercetare Nucleară) la un cost de aproximativ 9 miliarde de dolari, este cel mai mare accelerator de particule din lume. Este un tunel subteran foarte lung (27km), care permite fizicienilor să efectueze experiment destul de importante pentru înţelegerea modului în care Universul funcţionează.

În esenţă, experimentele implică trimiterea unor fascicule de particule în jurul inelului, folosind o serie de magneţi imenşi pentru a le accelera la 99.9999% din viteza luminii, fapt ce le determină să înconjoare tunelul de 11.000 de ori pe secundă, după care sunt izbite împreună. Senzori sofisticaţi sunt folosiţi pentru a surprinde tot felul de date despre particulele care rezultă din aceste coliziuni.

De ce ar vrea oamenii de ştiinţă să izbească particule una de alta?

Cantitatea imensă de energie prezentă în aceste coliziuni face ca particulele să spargă şi să se combine în tot felul de moduri ‘exotice’. Aceste condiţii pot dezvălui defecte în modelul standard al fizicii – în prezent, cea mai bună metodă pentru prezicerea comportamentului materiei.

Fizicienii fac asta pentru că, oricât de precis poate să pară modelul standard al fizicii, totuşi este încă incomplet. “Este extrem de eficient în a face predicţii, dar noua, fizicienilor, nu prea ne place”, spunea Patrick Koppenburg, un cercetător de la LHC, pentru Vox.com.

Cea mai mare problemă este că modelul nu ţine cont de forţa gravitaţională (descrie doar celelalte trei forţe fundamentale) sau de substanţe ‘exotice’ precum materia întunecată şi energia întunecată. De asemenea, nu se împleteşte prea bine cu teoriile noastre despre naşterea Universului.

Cu alte cuvinte, modelul standard este cea mai bună metodă pe care o avem în determinarea modului în care se comportă toate obiectele, dar, dupa cum spune Koppenburg, “trebuie să fie greşit undeva”. Forţarea particulelor să se comporte în moduri neobişnuite, precum fac el şi alţii la LHC, ar putea dezvălui exact unde este greşit modelul standard.

Ce au descoperit oamenii de ştiinţă până acum la LHC?

Standard_Model_of_Elementary_Particles.svg.0

Cea mai mare descoperire de la LHC de până acum a fost în 2012 – particula elementară numită bosonul Higgs.

Încă din 1960, se credea că bosonul Higgs există ca parte a câmpului Higgs: un câmp invizibil ce pătrunde prin tot spaţiul şi exercită o înfrânare asupra fiecărei particule. Acest câmp, au teoretizat fizicienii, este motivul pentru care noi percepem particulele cu masă (sau, cu alte cuvinte, cu o rezistenţă de a se muta).

După cum a declarat şi fizicianul Brian Greene într-un articol din Smithsonian:

Gândiţi-vă la o minge de ping-pong scufundată în apă. Când apăsaţi mingea de ping-pong, se va simţi mult mai masivă comparativ cu atunci când nu este în apă. Interacţiunea sa cu mediul de apă are ca efect înzestrarea cu masă. La fel şi cu particulele scufundate în câmpul Higgs

Pe hârtie, spaţiul Higgs şi bosonul făceau sens – toate ecuaţiile modelului standard arătau spre existenţa lor. Dar nu aveam nicio dovadă fizică directă asupra acestui fapt. „În timp ce construiam LHC, ceea ce speram că va face era fie să găsească bosonul Higgs, fie să demonstreze că nu există”, spunea Koppenburg.

În 2012, după trei ani de experimente la LHC, fizicienii au confirmat că bosonul Higgs există. A fost calculat că după ce se formează în timpul unei coliziuni, bosonul Higgs se dezintegrează imediat în alte particule într-un raport specific. Datele colectate după ce protonii s-au izbit împreună au arătat dovezi ale acestor particule în raportul prezis.

Acest lucru este atât de important deoarece câmpul Higgs este un element cheie al modelului standard: permite restului de ecuaţii să facă mult mai mult sens. Şi găsirea sa la 50 de ani după ce a fost prezis pe hârtie confirmă faptul că suntem pe drumul cel bun în încercarea de a înţelege Universul.

De ce a fost pornit din nou LHC?

Toate experimentele efectuate la LHC până acum au fost parte a “turei unu”. Săptămâna aceasta, după ani întregi de modernizare a magneţilor (care accelerează şi controlează fluxul de particule) şi a senzorilor de date, a început “tura doi”: o nouă serie de experimente ce vor implica izbirea particulelor împreună cu o energie de aproape două ori mai mare ca înainte.

Aceste coliziuni mult mai puternice vor permite oamenilor de ştiinţă să descopere particule noi (şi, probabil, mai mari), precum şi observarea mai atentă a bosonului Higgs şi a modului în care se comportă sub diferite condiţii.

„Sperăm să găsim lucruri ce nu au fost prezise de modelul standard”, spune Koppenburg. “Poate particule ce sunt atât de grele încât nu au mai fost prezise până acum, sau alte tipuri de abateri”. Este posibil, de exemplu, ca bosonul Higgs să fie doar una dintre particulele nedescoperite din familia Higgs.

accelerator 2

Tipurile corecte de date, speră Koppenburg şi alţi fizicieni, le vor permite să descopere noi particule şi să îmbunătăţească modelul standard, poate chiar să-i permită să includă materia întunecată, naşterea Universului, sau alte teme obscure. Într-o bună zi, acest tip de activitate ar putea duce la crearea unui nou model standard, unul perfect, care descrie în totalitate comportamentul tuturor obiectelor din Univers.

Există planuri pentru acceleratoare de particule chiar mai mari decât LHC?

accelerator 3

Da, fizicienii speră să construiască în cele din urmă acceleratoare mai mari, ce vor produce coliziuni chiar mai puternice decât cele de la LHC, lucru ce le va permite să descopere noi particule şi să înţeleaga mai bine materia întunecată. International Linear Collider, spre exemplu, ar avea mai mult de 32km lungime, cu o pereche de acceleratoare puse faţă în faţă, comparativ cu proiectul familiar în formă de inel al LHC şi al altor acceleratoare. Încă este în curs de dezbatere, dar ar putea fi construit în Japonia, iar oamenii de ştiinţă speră sa fie operaţional până in anul 2026.

Octavian Cătușanu

De ce s-a opărit PNL pe Streinu și Rafila?

Sorin Roșca Stănescu În fiecare zi, PNL oftează. Iar reprezentanții de frunte ai acestui partid le bat obrazul unor specialiști de marcă. Alexandru Rafila și...

Numărul școlilor în scenariul roșu a crescut vertiginos după organizarea alegerilor locale

Numărul școlilor intrate în scenariul roșu, în România, a crescut vertiginos chiar după organizarea alegerilor locale, fiind cu mult mai mare decât înaintea scrutinului. Ministerul...

Care este sloganul cu care PNL merge la alegerile parlamentare. Doar doi miniștri nu sunt pe liste

Sloganul sub care liberalii candidează la alegerile parlamentare este "Dezvoltăm România". Ludovic Orban a declarat, marţi, că alegerile parlamentare din 6 decembrie sunt decisive pentru...

Ministerul Muncii va completa legea pentru situația închiderii școlilor

Ministrul Muncii, Violeta Alexandru, a anunțat că Guvernul va completa cadrul legal în situația închiderii școlilor. "Asa cum stiti, pun in practica ordonanta de urgenta...

De ce este ilegală instituirea obligativității de a purta masca în spații deschise

Hotărârea Comitetului Municipal pentru Situații de urgență București prin care se institutie obligativitatea purtării măștii și în spații publice deschise, precum și hotărârile similare...