Tien jaar na de ontdekking van het Higgs-deeltje staat de Large Hadron Collider op het punt om protonen met ongekende energieniveaus tegen elkaar te laten botsen in zijn zoektocht om meer geheimen te onthullen over hoe het universum werkt.

'S Werelds grootste en krachtigste deeltjesversneller startte in april weer op na een onderbreking van drie jaar voor upgrades ter voorbereiding op zijn derde run.

Vanaf dinsdag zal het bijna vier jaar lang de klok rond draaien op een recordenergie van 13,6 biljoen elektronvolt, maakte de Europese Organisatie voor Nucleair Onderzoek (CERN) vorige week bekend tijdens een persconferentie.

Het zal twee bundels protonen - deeltjes in de kern van een atoom - in tegengestelde richtingen sturen met bijna de lichtsnelheid rond een ring van 27 kilometer (17 mijl) begraven 100 meter onder de Zwitsers-Franse grens.

De resulterende botsingen zullen worden geregistreerd en geanalyseerd door duizenden wetenschappers als onderdeel van een reeks experimenten, waaronder ATLAS, CMS, ALICE en LHCb, die het verbeterde vermogen zullen gebruiken om donkere materie, donkere energie en andere fundamentele mysteries te onderzoeken.

1,6 miljard botsingen per seconde

"We streven ernaar om 1,6 miljard proton-proton-botsingen per seconde te leveren" voor de ATLAS- en CMS-experimenten, zei Mike Lamont, hoofd versnellers en technologie van CERN.

Deze keer zullen de protonenbundels worden versmald tot minder dan 10 micron - een mensenhaar is ongeveer 70 micron dik - om de botsingssnelheid te verhogen, voegde hij eraan toe.

Met de nieuwe energiesnelheid kunnen ze het Higgs-deeltje verder onderzoeken, dat de Large Hadron Collider voor het eerst op 4 juli 2012 heeft waargenomen.

De ontdekking zorgde voor een revolutie in de natuurkunde, deels omdat het boson binnen het standaardmodel paste - de algemene theorie van alle fundamentele deeltjes waaruit materie bestaat en de krachten die ze beheersen.

Verschillende recente bevindingen hebben echter vragen doen rijzen over het standaardmodel, en de nieuw opgewaardeerde versneller zal dieper ingaan op het Higgs-deeltje.

"Het Higgs-deeltje is gerelateerd aan enkele van de meest diepgaande open vragen in de fundamentele fysica van vandaag", zei CERN-directeur-generaal Fabiola Gianotti, die tien jaar geleden voor het eerst de ontdekking van het boson aankondigde.

Vergeleken met de eerste run van de botser die het boson ontdekte, zullen er deze keer 20 keer meer botsingen zijn.

"Dit is een aanzienlijke toename, die de weg vrijmaakt voor nieuwe ontdekkingen," zei Lamont.

Joachim Mnich, hoofd onderzoek en informatica bij CERN, zei dat er nog veel meer te leren valt over het boson.

"Is het Higgs-deeltje echt een fundamenteel deeltje of is het een composiet?" vroeg hij.

"Is dit het enige Higgs-achtige deeltje dat bestaat - of zijn er nog andere?"

'Nieuw natuurkundeseizoen'

Eerdere experimenten hebben de massa van het Higgs-deeltje bepaald, evenals meer dan 60 composietdeeltjes voorspeld door het standaardmodel, zoals de tetraquark.

Maar Gian Giudice, hoofd van de afdeling theoretische fysica van CERN, zei dat het observeren van deeltjes slechts een deel van het werk is.

"Deeltjesfysica wil niet alleen het hoe begrijpen - ons doel is om het waarom te begrijpen", zei hij.

Een van de negen experimenten van de Large Hadron Collider is ALICE, dat de materie onderzoekt die bestond in de eerste 10 microseconden na de oerknal, en LHCf, dat de botsingen gebruikt om kosmische straling te simuleren.

After this run, the collider will come back in 2029 as the High-Luminosity LHC, increasing the number of detectable events by a factor of 10.

Beyond that, the scientists are planning a Future Circular Collider—a 100-kilometer ring that aims to reach energies of a whopping 100 trillion electronvolts.

But for now, physicists are keenly awaiting results from the Large Hadron Collider's third run.

"A new physics season is starting," CERN said. + Verder verkennen

Large Hadron Collider restarts after three-year break

© 2022 AFP