Ο LHC μπαίνει στη μεγαλύτερη αναβάθμιση της ιστορίας του
29 Ιουνίου 2026
Ο LHC βρίσκεται αυτή τη στιγμή εκτός λειτουργίας. Οι ομάδες θα αποσυναρμολογήσουν τώρα 1,2 χιλιόμετρα του επιταχυντή, ώστε να εγκαταστήσουν τον νέο εξοπλισμό του HiLumi LHC. Ο εξοπλισμός αυτός θα συνδεθεί με τις εγκαταστάσεις που έχουν ήδη τοποθετηθεί στις νέες υπόγειες στοές του HiLumi LHC, όπως η νέα κρυογενική γραμμή, τμήματα της οποίας παραδόθηκαν την περασμένη άνοιξη.
Εικόνα: CERN
Σήμερα, ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων, ο ισχυρότερος επιταχυντής σωματιδίων στον κόσμο, ολοκληρώνει ένα εξαιρετικό κεφάλαιο της επιστημονικής του πορείας. Μετά την τελευταία περίοδο συλλογής δεδομένων φυσικής, ο επιταχυντής τέθηκε εκτός λειτουργίας, σηματοδοτώντας την έναρξη της τρίτης Μεγάλης Διακοπής Λειτουργίας του CERN, γνωστής ως Long Shutdown 3 ή LS3.
Πρόκειται για ένα εκτεταμένο πρόγραμμα συντήρησης, ενίσχυσης, αναβαθμίσεων και εγκατάστασης νέου εξοπλισμού, το οποίο θα προετοιμάσει το Εργαστήριο για τον High-Luminosity LHC, ή HiLumi LHC, την επόμενη φάση στην εξερεύνηση των θεμελιωδών νόμων της φύσης.
Από την πρώτη κυκλοφορία δεσμών σωματιδίων τον Σεπτέμβριο του 2008, ο LHC έχει διευρύνει τα όρια της επιστήμης και της τεχνολογίας, εξελισσόμενος σε ένα από τα πιο φιλόδοξα επιστημονικά όργανα που έχουν κατασκευαστεί ποτέ.
Ο επιταχυντής πραγματοποίησε τις πρώτες συγκρούσεις πρωτονίων το 2009 και γρήγορα καθιερώθηκε ως μια μοναδική μηχανή ανακαλύψεων. Κατά τη διάρκεια των τριών περιόδων λειτουργίας του, των Runs 1 έως 3, παρείχε στα πειράματά του πρωτοφανείς ποσότητες δεδομένων.
Η πιο γνωστή επιτυχία του LHC σημειώθηκε στις 4 Ιουλίου 2012, όταν οι συνεργασίες ATLAS και CMS ανακοίνωσαν την ανακάλυψη του μποζονίου Higgs, επιβεβαιώνοντας έναν μηχανισμό που είχε προταθεί σχεδόν μισό αιώνα νωρίτερα.
Στα χρόνια που ακολούθησαν, ο LHC κατέστησε δυνατές εκατοντάδες σημαντικές επιστημονικές προόδους, μεταξύ των οποίων:
- η ανακάλυψη περισσότερων από 85 αδρονίων,
- ο καθορισμός ορίων αποκλεισμού για την πιθανή ανακάλυψη νέων σωματιδίων,
- η διερεύνηση της ασυμμετρίας μεταξύ ύλης και αντιύλης,
- η μελέτη της φύσης του πλάσματος κουάρκ-γλουονίων,
- και μετρήσεις με σημαντικές επιπτώσεις για την αστροφυσική.
Πέρα από την επιστημονική του παραγωγή, ο LHC προώθησε την καινοτομία στην επιστήμη των επιταχυντών, στις υπεραγώγιμες τεχνολογίες, στην πληροφορική και στη διεθνή επιστημονική συνεργασία.
Καθώς ο επιταχυντής εισέρχεται σε μια νέα φάση, το CERN τιμά όχι μόνο τις ανακαλύψεις που πραγματοποιήθηκαν, αλλά και την παγκόσμια επιστημονική κοινότητα που τις κατέστησε δυνατές.
«Ο LHC ξεπέρασε κάθε προσδοκία», δήλωσε ο Όλιβερ Μπρούνινγκ, διευθυντής Επιταχυντών και Τεχνολογίας του CERN.
«Για σχεδόν δύο δεκαετίες, μεταμόρφωσε την κατανόησή μας για το Σύμπαν και ενέπνευσε γενιές επιστημόνων, μηχανικών και πολιτών σε ολόκληρο τον κόσμο. Σήμερα αποχαιρετούμε τον LHC όπως τον γνωρίζαμε, ενώ προετοιμαζόμαστε να υποδεχθούμε τον διάδοχό του: τον HiLumi LHC, ο οποίος θα επεκτείνει αυτή την επιστημονική περιπέτεια βαθιά στο μέλλον».
Ο HiLumi LHC, του οποίου η έναρξη λειτουργίας προγραμματίζεται για το 2030, θα αυξήσει τη φωτεινότητα του επιταχυντή έως και κατά δέκα φορές σε σχέση με τον αρχικό σχεδιασμό του.
Αυτό θα επιτρέψει στους ερευνητές να συλλέγουν πολύ μεγαλύτερα σύνολα δεδομένων, καθιστώντας δυνατές ακριβέστερες μελέτες του μποζονίου Higgs και αυξάνοντας τις πιθανότητες εντοπισμού φαινομένων πέρα από το Καθιερωμένο Πρότυπο της σωματιδιακής φυσικής.
Η LS3 αποτελεί την εκτενέστερη παρέμβαση στο σύμπλεγμα επιταχυντών του CERN από την εποχή της ίδιας της κατασκευής του LHC.
Από τώρα έως το 2030, στη διάρκεια της διακοπής λειτουργίας θα συμμετάσχουν χιλιάδες ειδικοί από το CERN και συνεργαζόμενα ιδρύματα σε όλο τον κόσμο. Οι ομάδες αυτές θα μετατρέψουν τον LHC, τους προεπιταχυντές και τα πειράματά τους στις αντίστοιχες εκδόσεις HiLumi, ενώ παράλληλα θα πραγματοποιήσουν κρίσιμα έργα ανακαίνισης σε ολόκληρο το σύμπλεγμα επιταχυντών και στις πειραματικές εγκαταστάσεις.
Τα έργα περιλαμβάνουν:
- την ενίσχυση και αναβάθμιση της Βόρειας Περιοχής του Super Proton Synchrotron,
- την αποσυναρμολόγηση της περιοχής στόχου του προγράμματος CERN Neutrinos to Gran Sasso,
- τη μετατροπή του Πειραματικού Σπηλαίου North 3 σε εγκατάσταση σταθερού στόχου υψηλής έντασης,
- την ανακαίνιση της εγκατάστασης ISOLDE,
- και την αναβάθμιση των συστημάτων ασφάλειας προσωπικού, του ηλεκτρικού δικτύου και των τεχνικών στοών.
«Η LS3 αποτελεί ένα τεράστιο και εξαιρετικά σύνθετο εγχείρημα από άποψη μηχανικής και εφοδιασμού», δήλωσε ο Ζαν-Φιλίπ Τοκ, επικεφαλής της Ομάδας Συντονισμού της LS3.
«Μόνο στον LHC, 1,2 χιλιόμετρα μαγνητών και εξαρτημάτων θα αφαιρεθούν και θα αντικατασταθούν με νέο εξοπλισμό. Σε ολόκληρο το σύμπλεγμα έχουν προγραμματιστεί δεκάδες έργα, στα οποία θα συμμετάσχουν χιλιάδες μηχανικοί, φυσικοί, τεχνικοί και εργαζόμενοι υποστήριξης».
Στις υπόγειες αίθουσες του LHC, τα πειράματα ATLAS και CMS θα υποβληθούν σε εκτεταμένες αναβαθμίσεις, με αποτέλεσμα να μετατραπούν ουσιαστικά σε ανανεωμένους ανιχνευτές.
Για να αξιοποιήσουν πλήρως τις πρωτοφανείς επιδόσεις του HiLumi LHC, θα πρέπει να μπορούν να διαχειρίζονται από 140 έως 200 συγκρούσεις πρωτονίου–πρωτονίου σε κάθε διασταύρωση δεσμών, σε σύγκριση με περίπου 60 κατά την τελευταία περίοδο λειτουργίας του LHC.
Αυτό σημαίνει ότι θα πρέπει να εντοπίζουν και να επιλέγουν τις πιο ενδιαφέρουσες συγκρούσεις μέσα από περισσότερες από πέντε δισεκατομμύρια αλληλεπιδράσεις κάθε δευτερόλεπτο.
Για να ανταποκριθούν σε αυτή την πρόκληση, και τα δύο πειράματα θα αντικαταστήσουν πλήρως τα συστήματα σκανδαλισμού τους, τα οποία είναι υπεύθυνα για την επιλογή των πιο υποσχόμενων γεγονότων για περαιτέρω ανάλυση.
Τα γεγονότα αυτά θα καταγράφονται με τη χρήση προηγμένων νέων τεχνολογιών ανίχνευσης, μεταξύ των οποίων:
- συστήματα ιχνηλάτησης εξ ολοκλήρου από πυρίτιο, με δισεκατομμύρια κανάλια ανάγνωσης, πολύ περισσότερα από όσα διαθέτουν οι σημερινοί ανιχνευτές,
- ανιχνευτές χρονισμού υψηλής ακρίβειας, με ανάλυση λίγων δεκάδων πικοδευτερολέπτων,
- και νέα συστήματα καλοριμέτρων, ικανά να λειτουργούν σε συχνότητες της τάξης των μεγαχέρτζ.
Παρότι κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου δεν θα κυκλοφορούν δέσμες σωματιδίων, η επιστημονική δραστηριότητα στο CERN θα παραμείνει έντονη.
Χιλιάδες ερευνητές θα συνεχίσουν να αναλύουν τα τεράστια σύνολα δεδομένων που συγκεντρώθηκαν κατά την εποχή λειτουργίας του LHC, εξάγοντας νέα αποτελέσματα φυσικής και, ταυτόχρονα, προετοιμάζοντας τα πειράματα για τις προκλήσεις που ακολουθούν.
Όταν το σύμπλεγμα επιταχυντών αρχίσει σταδιακά να επαναλειτουργεί, από το 2028, θα εγκαινιάσει μια νέα εποχή για τη φυσική υψηλών ενεργειών.
Βασιζόμενος στην κληρονομιά του LHC, ο HiLumi LHC θα προσφέρει πρωτοφανείς δυνατότητες για την εμβάθυνση της κατανόησής μας για το Σύμπαν και για τη διερεύνηση ορισμένων από τα θεμελιωδέστερα ερωτήματα της επιστήμης.
Το 2008 η εκπομπή Ανιχνεύσεις της ΕΡΤ3 επισκέφθηκε το CERN. Κατέγραψε τις προετοιμασίες των επιστημόνων για το μεγάλο πείραμα για το σωματίδιο Χίγκς και στις 27 Φεβρουαρίου 2008 παρουσίασε το υλικό που συνέλεξε μαζί με έναν ενδιαφέροντα διάλογο στο στούντιο. Στην εκπομή, κατά την επίσκεψή μας στο CERN, μίλησε και ο νομπελίστας φυσικός Τζάκ Στάϊνμπεργκερ. Στο πάνελ στο στούντιο της ΕΡΤ ήταν οι καθηγητές φυσικής: Χαρά Πετρίδου, Ν. Τράκας και Μ. Δρυς
