פיזיקאים מקווים להיכנס לטריטוריה בלתי מוכרת בעזרת מרסק החלקיקים המאסיבי החדש- מאיץ החלקיקים ההדרוני- באירופה, אומרים מדענים. אלומת הפוטונים הראשונה מתוכננת להישלח בתוך המתקן ב-10 לספטמבר
למאיצי חלקיקים יש מטרה עיקרית פשוטה: לרסק זה על זה אטומים או את חלקיקיהם- המכונים החלקיקים האלמנטרים של הטבע- על מנת לגלות מה נמצא בתוכם.
התוצאות הן לעיתים קרובות מפתיעות ובלתי הגיוניות, אך בעזרתם חשפו במהלך העשורים מגוון רחב של תופעות טבע. פיזיקאים מקווים לקבל תובנות חדשות ממאיצים גדולים וחזקים יותר.
מאיץ החלקיקים ההדרוני, LHC, יבחן תיאוריות "חמות" ושנויות במחלוקת כאשר יפיק נתונים מן הניסויים בו.
באותו נושא:
- עכשיו זה סופי. מאיץ החלקיקים החדש בטוח לשימוש (רועי צזנה, 7/9/2008)
- התרומה הישראלית הגדולה לחקר החלקיק הקטן (אבי בליזובסקי, 21/7/2008)
- כל מה שרציתם לדעת על מאיץ ההדרונים הגדול (אבי בליזובסקי, 31/5/2008)
- האם כדור הארץ עומד להבלע ע"י חור שחור? (יעל פטר, 30/5/2008)
פריצות דרך פוטנציאליות עשויות לכלול תשובות שיסבירו מה יצר מאסה, ומהו החומר האפל, אשר ממנו מורכב מרבית היקום, אומרים פיזיקאים. אפשרויות אקזוטיות יותר כוללות עדויות לכוחות טבע חדשים או מימדים נסתרים של החלל זמן.
"איננו יודעים מה נגלה," אומר אברהם סיידן, מנהל המכון בסנטה קרוז לחלקיקים פיזיקלים באוניברסיטת קליפורניה, סנטה קרוז, משתתף אמריקאי בפרויקט. כמחצית מקהילת פיזיקאי החלקיקים הניסיוניים בארה"ב ממקדים את כוחותיהם על שני גלאיי החלקיקים הגדולים המכונים ATLAS ו-CMS, עפ"י סיידן.
מאיץ החלקיקים הגדול הוא עצום בכל מובן- גודלו, המהירויות אליהם הוא יכול להאיץ חלקיקים, כמות הנתונים שהוא מספק, וקנה המידה של שיתוף הפעולה הבינלאומי המעורב. אלומות החלקיקים החזקות יסתובבו בתוך המתקן דמוי הטבעת שאורכו 27 ק"מ מתחת לפני האדמה, של סרן (CERN) המעבדה האירופאית לחלקיקים שבסיסה בג'נבה. לאחר מספר בחינות, האלומות יכנסו לנתיב בתוך הגלאים כדי ליצר התנגשות ראשונה.
מדענים אומרים שעי החורבות שישארו מההתנגשויות ישנו באופן מוחלט את הבנתנו את הטבע. אבן דרך שמקווים לגלות הוא היגס-בוזון, חלקיק תיאורטי שמשלים את הפער בתוך המודל הסטנדרטי בפיזיקת החלקיקים בכך שהוא זה המעניק את המסה לחלקיקים. דבר זה אמור להיות מאושש עד 2010, אומר סיידן, אם חלקיק ההיגס קיים בכלל, הטבע מצא דרך אחרת ליצור מסה. "אני למעשה מצפה שנמצא דבר בלתי צפוי", הוא אומר.
חלקיק ההיגס הוא חלק מתיאוריה המכונה התיאוריה האלקטרו-חלשה, שמציעה אחידות עמוקה וסימטריה בין כוחות וחלקיקים, אך גם טוענת שהסימטריה נשברה לפני הרבה זמן ומשום כך הדבר אינו גלוי. המאיץ יחשוף כיצד שבירת הסימטריה התרחשה, אומר הפיזיקאי הווארד האבר מאוניברסיטת קליפורניה. אך איתור היגס הוא קשה, הוא מוסיף, מכיוון שאירועים שונים עשויים לחקות את הסימנים שאנו צופים.
עדות בנוגע לתיאוריה גדולה אחרת, "סופרסימטריה", עשויה אף היא להופיע בנתונים מהמאיץ. תיאוריה זו צופה שלכל חלקיק יש "סופר-צמוד" מאסיבי ובלתי נראה. התיאוריה יוצרת קשר הדוק בין שתי סוגי משפחות של חלקיקים, אלו שיוצרים את החומר, ואלו שמעבירים את הכוחות. בנוסף, סופרסימטריה צופה חלקיקים שיכולים להיות החומר האפל- חומר אשר קבוצות אסטרונומים טוענות שניתן לאתר אותו באמצעות השפעות הכבידה שלו, אך אחרת הוא אינו נראה לעין.
סופרסימטריה היא בהרבה מובנים אפשרות יותר מרגשת מאשר היגס, אומר התיאורטיקאי מיכאל דין מאוניברסיטת קליפורניה: "כשלעצמו, היגס הוא חלקיק מפליא, כך שישנן הרבה השערות בנוגע לפיזיקה חדשה ושונה מהמודל הסטנדרטי. סופרסימטריה מתאימה את עצמה בצורה הכי מהירה למה שאנחנו כבר יודעים."
באופן אירוני, תיאורטיקאים אומרים שהמאיץ יהווה התקדמות אדירה אפילו אם כלום לא יקרה שם, בדיוק בגלל שהתיאוריות הנוכחיות דורשות שהדברים כן יקרו. "אם לא נמצא כלום מעבר למה שידוע היום, זה יהיה כ"כ רדיקלי, כי זו תהיה הפרה של הרבה חוקי יסוד", אומר דין.