מאיץ החלקיקים הגדול והחזק בעולם יתחיל בניסוי שמעולם לא נעשה בעוצמה כזו: ב-8 באפריל הוא ירסק פרוטונים זה לתוך זה בחיפוש אחר החלקיקים הבלתי נראים המרכיבים את החומר האפל, המרכיב באופן תיאורטי 26 ל-28% מ"הכל." (ליתר דיוק, היקום הנצפה), אבל הוא מעולם לא התגלה.
וזה לא הכל: הניסוי, מסיבות לא ידועות, חייב להתרחש באותו יום שבו ייצפה ליקוי חמה גדול בחצי הכדור הצפוני. המחזה יהיה גלוי לכ-32 מיליון בני אדם לאורך קו צר בצפון ומרכז אמריקה, ויהיה ליקוי החמה המלא הראשון בארצות הברית מאז אוגוסט 2017.
CERN to test world's most powerful particle accelerator during April's solar eclipse to search for 'invisible' matter that secretly powers our universe https://t.co/BRfMydZoXc pic.twitter.com/KuVDjhHSFv
— Daily Mail Online (@MailOnline) March 28, 2024
מודלים תיאורטיים מצביעים על קיומן של 17 קבוצות שונות של חלקיקי חומר אפל, והארגון האירופי למחקר גרעיני, הידוע יותר בשם CERN, אישר את קיומם באמצעות מאיץ ההדרונים הגדול (LHC) ב-2012. כעת צוות מומחים הפעיל מחדש את ה-LHC לאחר תרדמה של שנתיים בתקווה לגלות את החלקיקים המסתוריים המרכיבים את החומר האפל.
מדענים החלו בבדיקות מקדימות על ידי שליחת מיליארדי פרוטונים סביב טבעת המגנטים המוליכים של ה-LHC כדי להגביר את האנרגיה שלהם ולהבטיח שהמתקן בשווי 4 מיליארד דולר פעיל.
בחודש הבא, CERN יאיץ פרוטונים במנהרה של 27 קילומטרים כמעט במהירות האור כדי לשחזר תנאים שהיו קיימים שנייה לאחר המפץ הגדול התיאורטי. בעוצמה מלאה, טריליוני פרוטונים ירו דרך מאיץ ה-LHC 11,245 פעמים בשנייה, וינועו רק 11.26 קילומטרים לשעה פחות ממהירות האור!
מה יכול להשתבש אחרי הכל? ה-LHC יחדש את הניסוי מאוחר יותר השנה ואז יכנס למצב שינה ממושך כדי להפוך את CERN לגרסה הבאה שלו, High Luminosity LHC (HL-LHC). המתנגש ממוקם בעומק של 396 מטרים על גבול צרפת ושוויץ, והופעל לראשונה ב-10 בספטמבר 2008.
ה-LHC פועל על ידי ריסוק פרוטונים יחד כדי להפריד ביניהם ולגלות את החלקיקים התת-אטומיים בתוכם ואת האינטראקציות שלהם. חוקרי CERN משתמשים בפרוטונים מכיוון שהם חלקיקים כבדים יותר. משקלם מאפשר להם לאבד הרבה פחות אנרגיה לכל סיבוב של המאיץ, בניגוד לחלקיקים אחרים כמו הפוטון. הניסיון הראשון להפעיל מחדש את CERN נעשה ב-8 במרץ, אך עקב בעיות מכניות הוא לא התרחש.
מטרת ה-LHC היא לאפשר למדענים לבחון תחזיות בפיסיקה של חלקיקים, כולל מדידת תכונותיו של בוזון היגס, או חלקיק האל, שהיה החלק החסר בפאזל לפיסיקאים המנסים להבין כיצד פועל היקום. מדענים מאמינים ששבריר שנייה לאחר המפץ הגדול שהוליד את היקום, נוצר שדה אנרגיה בלתי נראה הנקרא שדה היגס.
כשהחלקיקים עברו דרך השדה הזה, הם צברו מסה, והעניקו לעצמם גודל וצורה, מה שאפשר להם ליצור את האטומים המרכיבים את כל מה שמסביב וביקום. תיאוריה זו הוצעה בשנת 1964 על ידי תלמיד בית ספר לשעבר פרופסור היגס וכעת אושרה. ולמרות שהחלקיקים התפרקו כמעט מיד במהלך הניסוי ב-LHC, מדענים גילו שהם השאירו אחריהם עקבות המעידות על קיומם.
ה-LHC משמש בדרך כלל רק חודש בשנה, אך לאחרונה נסגר לתקופות ארוכות לצורך שדרוגים – הוא נסגר לאחרונה ב-2022 עקב משבר האנרגיה באירופה.
More Stories
יד ימינו של יוחנן הרוסי נמצאה
מידות רעות והרגלים של הזוג הקיסרי
ארכונים מפאנאר ידון בחופש הדת באתונה