| Polskie strony LHC | 
©CERN
|
|
Strona główna
Fizyka w LHC
|
Fizyka w LHCNasza obecna wiedza 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.Sądzimy, 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.
Literatura:
| |
| ZA - | ||