| 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 (silne, 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. Powinniśmy znaleźć 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 rozmiary tych dodatkowych wymiarów na tyle duże, że można by je zaobserwować w LHC.
Literatura:
| |
| ZA - | ||