Large Hadron Collider (LHC) mendapat peningkatan besar dalam prestasinya. Malangnya, bagi peminat fizik yang baru, semuanya mesti ditutup selama dua tahun semasa kerja selesai. Tetapi apabila ia disandarkan dan dijalankan, keupayaannya yang lebih baik akan menjadikannya lebih hebat.
Inti dari Large Hadron Collider adalah mempercepat zarah dan kemudian mengarahkannya bertembung antara satu sama lain di ruang. Kamera dan pengesan dilatih mengenai perlanggaran ini, dan hasilnya dipantau secara terperinci. Ini semua tentang mencari zarah baru dan tindak balas baru antara zarah, dan melihat bagaimana zarah merosot.
Penutupan ini disebut Long Shutdown 2 (LS2.) Penutupan pertama adalah LS1, dan berlaku antara 2013 dan 2015. Semasa LS1, kekuatan collider ditingkatkan, begitu juga kemampuan pengesanannya. Perkara yang sama akan berlaku semasa LS2, apabila jurutera akan memperkuat dan menaik taraf keseluruhan kompleks pemecut dan pengesan. Kerja ini adalah persiapan untuk menjalankan LHC seterusnya, yang akan bermula pada tahun 2021. Ia juga untuk mempersiapkan projek yang dipanggil projek High-Luminosity LHC (HL-LHC), yang bermula pada tahun 2025.
Jalankan percubaan yang dilakukan antara LS1 dan LS2 disebut larian kedua dan berlangsung dari tahun 2015 hingga 2018. Larian tersebut menghasilkan beberapa hasil yang mengagumkan, dan banyak data masih perlu diselesaikan. Menurut CERN, larian kedua menghasilkan 16 juta milyar perlanggaran proton-proton pada tenaga 13 TeV (tera-elektron volt) dan set data besar untuk perlanggaran plumbum-plumbum pada tenaga 5.02 TeV. Ini bermakna terdapat 1,000 tahun penstriman video 24/7 yang disimpan dalam arkib data CERN.
"Larian kedua LHC sangat mengagumkan ..." - Frédérick Bordry, Pengarah CERN untuk Pemecut dan Teknologi.
Cache data yang sangat besar dari eksperimen semasa jangka kedua LHC mengerdilkan data dari jangka pertama, dan itu semua kerana tahap tenaga collider hampir dua kali ganda menjadi 13 TeV. Semakin sukar dan sukar untuk meningkatkan tahap tenaga collider, dan shutdown kedua ini akan menyaksikan tenaga meningkat dari 13 TeV ke 14 TeV.
"Larian kedua LHC sangat mengagumkan, kerana kami dapat mencapai jauh melebihi objektif dan jangkaan kami, menghasilkan lima kali lebih banyak data daripada pada jangka pertama, pada tenaga 13 TeV yang belum pernah terjadi sebelumnya," kata Frédérick Bordry, Pengarah CERN untuk Accelerators dan Teknologi. "Dengan penutupan lama kedua ini mulai sekarang, kami akan menyiapkan mesin untuk lebih banyak perlanggaran pada tenaga reka bentuk 14 TeV."
Dengan setiap ukuran, LHC telah berjaya. Selama beberapa dekad, kewujudan Higgs boson dan bidang Higgs menjadi persoalan utama dalam fizik. Tetapi teknologi dan kejuruteraan yang diperlukan untuk membina collider cukup kuat untuk menemuinya tidak tersedia. Pembinaan LHC memungkinkan penemuan boson Higgs mungkin pada tahun 2012.
"The Higgs boson adalah zarah khas ..." - Fabiola Gianotti, Ketua Pengarah CERN.
"Sebagai tambahan kepada banyak hasil indah lainnya, selama beberapa tahun terakhir eksperimen LHC telah membuat kemajuan luar biasa dalam memahami sifat-sifat boson Higgs," tambah Fabiola Gianotti, Direktur Jenderal CERN. "Higgs boson adalah zarah khas, sangat berbeza dengan zarah unsur lain yang diperhatikan setakat ini; sifatnya boleh memberi kita petunjuk berguna mengenai fizik di luar Model Piawai. "
Penemuan boson Higgs berteori lama adalah pencapaian tertinggi LHC, tetapi bukan satu-satunya. Banyak bahagian Model Piawai Fizik sukar diuji sebelum LHC dibina. Ratusan makalah ilmiah telah diterbitkan mengenai hasil dari LHC, dan beberapa zarah baru telah ditemukan, termasuk pentaquark eksotik dan partikel baru dengan dua quark berat, bernama "Xicc ++".
Selepas peningkatan dalam LS2, larian ketiga akan bermula. Salah satu projek dalam jangka ketiga adalah projek High-Luminosity LHC (HL-LHC). Luminositi adalah salah satu daripada dua pertimbangan utama dalam collider. Yang pertama adalah voltan, yang sedang diperbaiki dari 13 TeV menjadi 14 TeV semasa LS2. Yang lain adalah cahaya.
Luminositi bermaksud peningkatan jumlah perlanggaran, dan dengan itu, lebih banyak data. Oleh kerana banyak perkara yang ingin diperhatikan oleh ahli fizik sangat jarang berlaku, jumlah perlanggaran yang lebih tinggi meningkatkan kemungkinan melihatnya. Pada tahun 2017, LHC menghasilkan kira-kira tiga juta boson Higgs setahun, sedangkan LHC High-Luminosity akan menghasilkan sekurang-kurangnya 15 juta boson Higgs setiap tahun. Ini penting kerana walaupun merupakan pencapaian besar untuk mengesan boson Higgs, masih banyak ahli fizik yang tidak tahu mengenai zarah sukar difahami. Dengan menambah jumlah boson Higgs yang dihasilkan, ahli fizik akan belajar banyak.
"Penuaian yang kaya dalam jangka masa kedua membolehkan para penyelidik mencari proses yang sangat jarang berlaku." - Eckhard Elsen, Pengarah Penyelidikan dan Pengkomputeran di CERN.
Semua data yang disimpan di CERN dari jangka masa kedua LHC akan bermaksud ahli fizik akan sibuk semasa LS2. Mungkin terdapat banyak perkara yang tersembunyi dalam pengumpulan data besar yang belum ada yang dapat dilihat. Tidak akan ada istirahat bagi tentera fizik zarah yang bersemangat manusia.
"Penuaian yang kaya pada jangka kedua membolehkan para penyelidik mencari proses yang sangat jarang berlaku," kata Eckhard Elsen, Pengarah Penyelidikan dan Pengkomputeran di CERN. "Mereka akan sibuk sepanjang penutupan memeriksa sampel data besar untuk kemungkinan tanda tangan fizik baru yang tidak berpeluang muncul dari sumbangan dominan proses Model Piawai. Ini akan membawa kita ke HL-LHC apabila sampel data akan meningkat dengan susunan besar lagi. "
- Siaran Akhbar CERN: LHC membuat persiapan untuk pencapaian baru
- Siaran Akhbar CERN: Eksperimen LHCb CERN melaporkan pemerhatian zarah pentaquark eksotik
- Siaran Akhbar CERN: Eksperimen LHCb terpesona untuk mengumumkan pemerhatian zarah baru dengan dua quark berat
- Halaman Web CERN: LHC High-Luminosity
- Siaran Akhbar CERN: The LHC: Mesin yang lebih kuat
- Entri Wikipedia: Higgs boson
- Halaman Web CERN: Model Piawai
