عاد مصادم الهادرونات الكبير (LHC) للعمل، وهو الآن أفضل من أي وقت مضى. يقع مسرع الجسيمات هذا في سيرن CERN، مختبر فيزياء الجسيمات الأوروبي بالقرب من جنيف، سويسرا، حيث توقف عن العمل في شباط/فبراير 2013، ومنذ ذلك الحين قام العلماء بتطويره وإصلاحه هو ومكتشف الجسيمات خاصته، علماً أن LHC سيعود لسرعته الكاملة في شهر أيار/مايو القادم.
وبالأمس فقط، ناقش العلماء الآفاق الجديدة لـ LHC في الاجتماع السنوي للجمعية الأمريكية لتقدم العلوم AAAS الذي نُشر في مجلة (Science). يُعتبر مصادم الهادرونات الكبير أقوى مُسرّع جسيمات في العالم. تتصادم حزم البروتونات في حلقته التي يبلغ طولها 17 ميل (27 كيلومتر) بسرعة قريبة من سرعة الضوء عند مواقع العديد من كاشفات الجسيمات، والتي تقوم بالتدقيق في حطام الجسيمات الناتجة.
عام 2012، اكتشفت تجارب مصادم الهادرونات الكبير أطلس ATLAS و سام CMS بوزون هيغز، وذلك من بيانات أول تجربة تشغيل لمصادم الهادرونات الكبير، شارحةً كيفية اكتساب الجسيمات للكتلة. سيتم تشغيل مصادم الهادرونات الكبير بعد تجديده بطاقة أعلى بـمقدار 60%، وبكاشفات ذات حساسية أكبر، ومعدَّل تصادمات أعلى. والسؤال ما الذي يُمكننا أن نجده عند تشغيل هذه الآلة الجديدة والمُطوَّرة؟ هنالك خمسة أسئلة يأمل العلماء في الحصول على إجاباتها:
- هل يحمل بوزن هيغز أي مفاجآت؟
- ما هي "المادة المظلمة"؟
وأحد الأشياء المُحتمل أن تسببها المادة المظلمة هو التفاعل الضعيف للجسيمات الضخمة(WIMP) والتي قد تظهر في مصادم الهادرونات الكبير. كما قد توجد بصمات المادة المظلمة في بوزون هيغز أيضاً، الذي يضمحل في بعض الحالات إلى مادة مظلمة. ويمكن القول أن العلماء سيُمحّصون التدقيق في بياناتهم آملين العثور على أي أثر.
- هل سنجد التناظر الفائق اخيراً؟
تقترح هذه النظرية عدد كبير من الجسيمات الأولية الغريبة ذات نظائر أثقل من تلك المعروفة لدينا، ولكن مع سبين (Spin) مختلف -نوع من عزم دوراني ذاتي- ويمكن للطاقة العالية في مصادم الهادرونات الكبير أن تعزز من فرضية إنتاج جسيمات ذات تناظر فائق، و التي تُدعى gluinos ،بُمعامل قدره 60، مما يزيد احتمالية العثور عليها.
- أين ذهبت كل المادة المضادة ؟
الآن ومع مصادم الهادرونات الكبير والمطوَّر، ستكون التجارب قادرة بدقة على التحقق من كيفية اختلاف المادة عن المادة المضادة، و كيف أصبح كوننا على ما هو عليه الآن.
- كيف كان يبدو كوننا الوليد ؟