CERN-ov akcelerator, Veliki sudarač hadrona (Large Hadron Collider, LHC) ulazi u novu fazu razvoja. CERN je danas organizovao veliku svečanost kako bi obeležio početak građevinskih radova na akceleratoru koji se smatraju revolucionarnom prekretnicom u istoriji CERN-a. Radovi će ne samo unaprediti postojeći akcelerator nego ga praktično pretvoriti u novi, koji se zvanično naziva Visokoluminozni veliki sudarač hadrona (High-Luminosity LHC) i označava se skraćenicom HL-LHC, ali ima i popularniji naziv HiLumi.
Plan je da se do 2026. godine završe radovi kojima će se mogućnosti LHC značajno unaprediti tako što će se povećati broj sudara u eksperimentima i time učiniti značajno verovatnijim otkrića takozvanih fenomena nove fizike.
Sadašnji LHC je počeo da sudara čestice 2010. godine. Unutar 27 kilometara dugog, akceleratorskog tunela na dubini od 100 metara pod zemljom, snopovi protona ubrzavaju se gotovo do brzine svetlosti i potom se sudaraju na četiri tačke interakcije, mesta koje su predviđena za sudare. U ovim, snažnim sudarima nastaju nove čestice koje se detektuju na detektorima postavljenim na tačkama interakcije (kao što su ATLAS i CMS). Kroz analizu sudara, fizičari produbljuju naše razumevanje zakona prirode. Na taj način je 2012. i otkriven Higsov bozon, a potom je postignut napredak u razumevanju kako čestice stiču svoju masu.
LHC je u stanju da svake sekunde proizvede 1 milijadru proton-proton sudara što je brojna vrednost koju fizičari nazivaju „luminoznost“. Međutim, HL-LHC će tu brojku uvećati između pet i sedam puta, što će omogućiti da se u periodu od 2026. i 2036. prikupi deset puta više podataka. To znači da će fizičari biti u stanju da istražuju događaje koji se sada smatraju suviše retkim i da vrše mnogo preciznija merenja. HL-LHC će moći da preciznije da utvrdi kako nastaje Higsov bozon, kako se raspada i kako intreaguje sa drugim česticama. Dodatno, na novom akceleratoru će se istraživati scenariji iza Standardnog modela kao što su supersimetrija, teorije o ekstra dimenzijama i unutrašnja struktura kvarkova.
„Visokoluminozni LHC će proširiti domet LHC-a daleko iza njegove početne misije, donoseći nove mogućnosti za otkrića, mereći osobine čestica kao što je Hisov bozon sa većom preciznošću i istražujući još dublje osnovne gradivne elemente svemira“, rekla je Fabiola Đanoti, generalna direktorka CERN-a.
Plan za novi HL-LHC projekat zapravo je započeo još u novembru 2011. godine kao međunarodni poduhvat koji uključuje 29 instituta iz 13 zemalja. Dve godine kasnije bio je prepoznat kao jedan od glavnih prioriteta Evropske strategije za fiziku čestica, da bi u junu 2016. godine projekat i zvanično bio odobren od Saveta CERN-a. Nakon uspešne izgradnje prototipa, u narednim godinama biće konstruisano i postavljeno mnogo novih uređaja i elemenata. Ukupno, više od 1,2 kilometara sadašnje mašine će biti sasvim zamenjeno sa novim visokotehnološkim komponentama kao što su magneti i kolimatori.
Tajna povećanja broja sudara je u fokusiranju, sužavanju snopa čestica na tačkama interakcije tako da se na istom akcelratoru verovatnoća direktnih sudara protona sa protonima značajno uveća. Kako bi se to postiglo, HL-LHC će imati 130 novih magneta, među kojima su novi superprovodni kvadrupoli i dipoli za fokusiranje koji će moći da naprave polje do 11,5 tesla, što je značajno više od sadašnjih, inače impresivnih 8,3 tesla.
„Istoriju CERN-a odlikuje odvažnost i Visokoluminozni LHC na taj način sada ispisuje novo poglavlje, gradeći most ka budućnosti“, rekao je direktor za akceleratore i tehnologiju u CERN-u, Frederik Brodri.
Kako bi se postigla sva planirana unapređenja, neophodni su veliki građevinski radovi na dve lokacije na prstenu akceleratora, u Švajcarskoj i u Francuskoj. To podrazumeva izgradnju novih objekata, otvora, šupljina i podzemnih galerija. Tokom građevinskih radova, sam LHC će nastaviti da radi, uz dva velika tehnička zaustavljanja koja će omogućiti da se izvrše pripreme i postave nove instalacije. Nakon okončanja radova, očekuje se da od 2026. godine akcelerator počne da radi u novom modu.