Wielki Zderzacz Hadronów, LHC (z ang. Large Hadron Collider) – największy na świecie akcelerator cząstek (hadronów), znajdujący się w Europejskim Ośrodku Badań Jądrowych CERN w pobliżu Genewy. LHC leży na terenie Francji oraz Szwajcarii.
Wielki Zderzacz Hadronów jest największą maszyną świata. Jego zasadnicze elementy są umieszczone w tunelu w kształcie torusa o długości około 27 km, położonym na głębokości od 50 do 175 m pod ziemią.
Urządzenie w 2009 roku miało zderzać protony o energii 14 TeV. Obecnie uruchomienie akceleratora z pełną mocą planowane jest na I kwartał 2010 roku. Wyniki zderzeń rejestrowane będą przez dwa duże detektory cząstek elementarnych: ATLAS i CMS, dwa mniejsze ALICE i LHCb oraz dwa małe: TOTEM i LHCf.
Polska jako członek CERN-u wniosła istotny wkład w budowę LHC oraz jego finansowanie i będzie uczestniczyć w prowadzonych przy jego użyciu badaniach.
Przebieg uruchamiania LHC:
- pierwsze wiązki o energii 0,45 TeV każda - sierpień - wrzesień 2008 r.,
-- Uruchomienie LHC (LHC First Beam Day - Dzień pierwszej wiązki) - 10 września 2008 r.
Komentarze po uruchomieniu LHC
Niestety, wskutek awarii i wypływu helu z układu chłodzącego przewidywane wcześniej terminy zderzeń przyspieszonych wiązek uległy zmianie.
-- Inauguracja WLCGrid (LHC Grid Fest - dzień prasy i mediów): 3 października 2008 r.
-- Oficjalna inauguracja LHC w CERN-ie - 21 października 2008 r. - wideo
''LHC w metrze'' na stacji Wilanowska
- zderzenia wiązek przy stopniowo powiększanej ich energii od 0,45 TeV do 3,5 TeV - od listopada 2009 r. do marca 2010 r.
HISTORIA
13 listopada 1989 odbyła się oficjalna inauguracja LEP-u z udziałem głów państw i ministrów nauki, a w związku z budową LHC po 11 latach pracy 2 listopada 2000 LEP został zamknięty.
10 września 2008 uruchomiono akcelerator LHC, wpuszczono wiązkę protonów w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara, a następnie powtórzono eksperyment z wiązką biegnącą w przeciwną stronę. Wiązki nie były przyspieszane w LHC i miały energię 450 GeV (0,45 TeV).
19 września 2008 ujawniono, że dzień po uruchomieniu akceleratora (tj. 11 września) nastąpiła awaria transformatora, który wyłączył chłodzenie urządzenia.[5] Kilka dni później poinformowano, że awarii uległ również jeden z nadprzewodzących magnesów, nastąpił wyciek helu. Naprawienie awarii trwało wiele miesięcy, a ponowne uruchamianie LHC rozpoczęto 14 czerwca 2009.
3 listopada 2009 upuszczony przez ptaka kawałek bagietki trafił do zewnętrznych instalacji chłodzących, powodując przegrzanie olbrzymich, nadprzewodzących magnesów. Naukowcom udało się przywrócić właściwą temperaturę urządzenia.
13 grudnia 2009 zarejestrowanie przez detektor CMS mionów.
Obecna wiedza ludzi o Wszechświecie nie jest pełna. W ostatnim stuleciu odkryliśmy, że Wszechświat jest zbudowany z 12 fermionów elementarnych: 6 kwarków (d, u, s, c, b, t) i 6 leptonów (elektronów, mionów, taonów i odpowiadających im neutrin), których oddziaływania (elektromagnetyczne, słabe, silne, grawitacyjne) są przenoszone przez bozony pośredniczące: fotony, bozony W i Z, gluony i grawitony. W latach 1970. powstał Model Standardowy, który opisuje pierwsze trzy z tych oddziaływań. W następnych 30 latach został on potwierdzony w precyzyjnych eksperymentach, w dużym stopniu przy użyciu akceleratorów w CERN-ie.
Naukowcy twierdzą, że akcelerator LHC pozwoli odkryć niepotwierdzony element Modelu Standardowego, jakim jest bozon Higgsa. Odkrycie bozonu Higgsa potwierdziłoby mechanizm Higgsa, zgodnie z którym cała przestrzeń jest wypełniona polem Higgsa i w wyniku oddziaływania z nim większość cząstek uzyskuje niezerowe masy.
Model Standardowy unifikuje tylko oddziaływania elektromagnetyczne i słabe. Unifikację wszystkich trzech oddziaływań Modelu Standardowego ułatwiłaby supersymetria, która przewiduje istnienie masywniejszych partnerów znanych nam obecnie cząstek. Jeśliby istniała supersymetria, to powinniśmy znaleźć w LHC najlżejsze cząstki supersymetryczne.
Obserwacje kosmologiczne i astrofizyczne wskazują, że znane nam standardowe cząstki tworzą 4 % materii Wszechświata. Nie wiemy obecnie, czym jest brakujące 23% ciemnej materii i 73 % ciemnej energii. Grawitacyjne oddziaływanie widzialnej materii nie pozwala wyjaśnić obserwowanego ruchu gwiazd na obrzeżach galaktyk i wskazuje na istnienie ciemnej materii, potwierdzone ostatnio przez obserwacje soczewkowania grawitacyjnego. Ciemna energia jest jednorodnie rozłożona w przestrzeni i jej istnienie przyspiesza rozszerzanie się Wszechświata. Cząstki supersymetryczne są obecnie najpoważniejszym kandydatem na ciemną materię.
W czasie Wielkiego Wybuchu we Wszechświecie materia i antymateria występowały w jednakowych ilościach, ale później w wyniku asymetrii oddziaływań w anihilacji materii i antymaterii pozostała obserwowana nadwyżka materii. Sądzimy, że LHC pozwoli nam lepiej zrozumieć te procesy.
Analiza zderzeń proton-proton i zderzeń ciężkich jonów w LHC pozwoli nam zbadać właściwości plazmy kwarkowo-gluonowej, która istniała tuż po Wielkim Wybuchu, zanim powstały hadrony i atomy.
Unifikacja wszystkich czterech oddziaływań (z grawitacyjnym włącznie) prowadzi nas do teorii strun, w której cząstki są wzbudzeniami drgających strun. Teoria taka przewiduje istnienie dodatkowych wymiarów przestrzennych, zwiniętych do bardzo małych rozmiarów. Niektóre wersje tej teorii przewidują możliwość produkcji mikroskopijnych czarnych dziur w LHC.