LHC и Физиката на елементарните частици

Големият адронен ускорител (на английски: LHC, Large Hadron Collider) е най-големият и мощен ускорител на частици в света, който се намира в Европейския център за ядрени изследвания CERN (Centre europeen de recherche nucleaire). Той е предназначен за ускоряване на протони и тежки йони. Целта на проекта LHC е преди всичко да бъде открит Хигс бозонът — най-важната все още ненаблюдавана експериментално елементарна частица на стандартния модел (СМ), а така също и да се търсят физически явления извън рамките на СМ. Планира се да се отдели внимание на изследването на свойствата на W и Z бозоните, на ядрените взаимодействия при свърхвисоки енергии и процесите на раждане и разпад на тежки кварки (b и t).

Разположен е в тунел с дължина на окръжността 27 километра и на дълбочина от 50 до 175 метра под френско-швейцарската граница в близост до Женева. Има 1624 свръхпроводящи магнита, които работят при температура 1,9 K. В построяването и експлоатацията му участват повече от 10 000 учени и инженери от 100 страни.

Ускорителят LHC е предвиден за изследване на сблъсък на високоенергетични протони със сумарна енергия 14 TeV (14·10¹² електронволта, 7 TeV всеки), а така също и на ядра на оловото с енергия 5,5 GeV (5,5·10⁹ електронволта).

История на строителството

Идеята за проекта LHC се ражда през 1984 г. и е официално одобрена десет години по-късно. Строителството му започва през 2001 г., когато е завършен предишният голям ускорител на CERN — електрон-позитронният ускорител LEP (Large Electron-Positron Collider). Големият адронен ускорител е официално открит на 21 октомври 2008.

Първи тестове и експлоатация

Първият тест с ускорителя е извършен на 10 септември 2008. В единия край на тунела е пуснат протонен лъч с дебелина по-малко от човешки косъм и скорост, близка до тази на светлината.

На 30 март 2010 година е извършен първият успешен опит с високи енергии, когато са генерирани два протонни лъча, всеки с енергия 3.5 TeV (общо 7 TeV), което поставя началото на изследователската програма. Целта е да се достигнат енергии от 14 TeV.