Karácsonyi ajándék lesz az LHC újraindítása

Karácsonykor érkezhetnek meg a Nagy Hadron Ütköztető (LHC) első adatai, a részecskegyorsító azonban ekkor is még csupán az eredetileg tervezett energiája felén fog üzemelni, a csúcsot legjobb esetben 2011-ben éri el.

Az új időpontot a CERN jelentette be csütörtökön. A 6,5 milliárd svájci frankos LHC közel egy éve, a 2008. szeptember 19-i baleset óta pihen, mindössze 9 napot működött a nagy csinnadrattával beharangozott indítását követően. Egy hatalmas kisülés, amit két szupravezető mágnes közötti csatlakozásban bekövetkezett rövidzárlat idézett elő, lyukat ütött a hűtéshez használt folyékony héliumot szállító csövön. A kilövellő korom és felforrósodott hélium összesen 53 mágnest tett tönkre.

A tavaszi javítások során újabb problémák adódtak, több hibás mágnescsatlakozást is felfedeztek. Bár a CERN vezetői úgy vélik minden problémára fényt derítettek, igen óvatosak a sugarak energiájának felerősítését illetően. November közepén újra protonokat injektálnak a 27 kilométeres gyorsítógyűrűbe, ekkor még egészen alacsony energiával, elsőként arról szeretnének megbizonyosodni, hogy a sugarak mindkét irányban megfelelően cirkulálnak.



Körülbelül négy héttel később a sugarakat 3,5 teraelektronvoltra (TEV) gyorsítják, ez az LHC maximális energiájának a fele. Ezen sugaraknak az ütköztetésével egzotikus részecskék özönét nyerhetik, a kísérletezők pedig elkezdhetik gyűjteni a műszereik kalibrálásához szükséges adatokat.

Ha minden megfelelően működik, 2010-ben már 4 és 5 TeV közötti energián működhet a gyorsító. Ezután 2010 októberében vagy novemberében újra kikapcsolják a sugarakat, hogy további karbantartásokat végezzenek és újabb biztonsági szelepeket helyezzenek el a héliumos rendszeren, mielőtt 2011-ben megkísérlik a nagyobb sugárenergia elérését.

Az elméleti fizikusok szerint 7 TeV energián eddig még soha nem látott részecskék jelennének meg, bár létezésük bizonyítása a vártnál tovább is eltarthat. A nagy energiájú ütközésekből a szuperszimmetria elnevezésű fizikai modell által megjósolt részecskék egész serege tűnhetne fel, valamint elérhető távolságba kerülhetne a szintén elméleti sötét anyag is, nem is szólva a várva várt Higgs bozonról, a standard modell utolsó felfedezésre váró részecskéjéről, ami megmagyarázná hogyan kapják tömegüket a részecskék.

A 2008-as balesetet egy hibás forrasztás okozta a fentebb említett két szupravezető mágnes között. Az esetet követő vizsgálatok további négy ugyanilyen hiányosságot tártak fel, de ez még csak a kezdet volt. A szupravezető csatlakozásokat rézdrótok fogják körül, amik elvezetik a hirtelen áramingadozásokat. A rézdrót csak akkor kap szerepet, ha a szupravezető csatlakozás felmelegszik és elveszti ellenállás nélküli elektromosság vezető képességét.

Az elmúlt néhány hét tesztjei 80 hibás forrasztást találtak a rézdrótoknál, azonban még korántsem vizsgálták át az összes szakaszt. Emiatt a bizonytalansági tényező miatt a CERN csak nagyon óvatosan emelheti a részecskegyorsító működési energiáját, elkerülendő az újabb baleseteket. A javítások költségei eddig 40 millió svájci frankra rúgnak. "Szokás szerint az egyszerű dolgok okozzák a problémákat" - utalt a forrasztási hibákra Steve Myers, a CERN részecskegyorsító részlegének vezetője.

Peter Limon az amerikai Fermi Nemzeti Gyorsító Laboratórium fizikusa szerint "jellemzőek" ezek a gyermekbetegségek. A Fermilab Tevatronjának, a világ legnagyobb energiájú ütköztetőjének is évekbe telt mire elérte maximális ütköztetési energiáját. Mivel az LHC-nek legalább egy, de inkább két évre lesz szüksége hogy begyűjtse a Higgs bozonok felfedezéséhez szükséges adatokat, ezért az 1,8 TeV energiájú Tevatronnak még mindig jó esélye van, hogy elsőként zsebelje be ezt a dicsőséget.

Gordon Kane, a Michigan Egyetem elméleti fizikusa elmondta, a fizikustársadalom csalódott az LHC üzembehelyezésének újabb csúszásai miatt, azonban úgy véli, egy év már nem sokat számít a Higgs részecske felfedezésében, különösen hogy a létezését még 1964-ben jósolták meg. "Ott leszek a felfedezésnél, akármeddig tartson is" - mondta a 72 éves Kane.