La 10 septembrie 2026 se împlinesc 18 ani de la momentul în care Large Hadron Collider (LHC), cel mai mare și mai puternic accelerator de particule construit până atunci, a realizat unul dintre pașii decisivi ai începutului său de funcționare: primul fascicul de protoni a fost trimis cu succes în jurul inelului acceleratorului. Era 10 septembrie 2008, iar experimentul coordonat de CERN marca începutul unei noi perioade pentru fizica particulelor.

Large Hadron Collider este amplasat într-un tunel circular cu o circumferință de aproximativ 27 de kilometri, construit în mare parte la aproximativ 100 de metri sub pământ, în zona de frontieră dintre Elveția și Franța, în apropiere de Geneva. Scopul său este pe cât de simplu de formulat, pe atât de dificil de realizat: accelerarea particulelor până la viteze extrem de apropiate de viteza luminii și provocarea unor coliziuni controlate. În urma acestor coliziuni, cercetătorii analizează particulele și fenomenele produse pentru a înțelege mai bine structura fundamentală a materiei și legile care guvernează Universul.

LHC nu este însă doar un accelerator. În punctele în care fasciculele de particule se intersectează au fost construite experimente uriașe, printre care ATLAS, CMS, ALICE și LHCb. Detectoarele acestora înregistrează urmele produse în urma coliziunilor și generează cantități enorme de date care sunt analizate de cercetători din întreaga lume.

Pornirea din 10 septembrie 2008 a fost urmărită la nivel internațional. În acea zi, primul fascicul de protoni a parcurs cu succes întregul inel al acceleratorului. Evenimentul demonstra că una dintre cele mai complexe instalații științifice construite vreodată putea controla și transporta fasciculul prin sistemul său uriaș de magneți și echipamente. La numai câteva zile după această reușită, proiectul avea însă să întâmpine o problemă serioasă. La 19 septembrie 2008, o defecțiune electrică produsă într-o conexiune dintre magneții supraconductori a provocat avarii importante și o scurgere de heliu. Acceleratorul a trebuit oprit pentru reparații și verificări.

LHC a revenit ulterior în funcțiune, iar în noiembrie 2009 au fost din nou circulate fascicule de particule prin accelerator. Adevărata confirmare a potențialului uriaș al instalației avea să vină câțiva ani mai târziu. La 4 iulie 2012, experimentele ATLAS și CMS de la CERN au anunțat observarea unei noi particule compatibile cu bosonul Higgs. Bosonul Higgs fusese anticipat teoretic cu aproape o jumătate de secol înainte și reprezenta una dintre piesele esențiale care lipseau din confirmarea experimentală a Modelului Standard al fizicii particulelor.

Descoperirea a avut o importanță atât de mare încât, în 2013, Premiul Nobel pentru Fizică a fost acordat lui François Englert și Peter Higgs pentru mecanismul teoretic asociat existenței acestei particule. LHC a continuat să fie modernizat și să funcționeze la energii din ce în ce mai mari, oferind cercetătorilor posibilitatea de a studia nu numai bosonul Higgs, ci și antimateria, plasma de quarcuri și gluoni, diferențele dintre materie și antimaterie și numeroase alte întrebări fundamentale.

Una dintre marile provocări rămâne însă descoperirea unei fizici care depășește actualul Model Standard. Oamenii de știință știu că acest model, deși extrem de performant, nu explică totul. Materia întunecată, energia întunecată, gravitația la nivel cuantic și predominanța materiei asupra antimateriei în Univers sunt doar câteva dintre marile probleme încă nerezolvate. Din acest motiv, fiecare nouă etapă de funcționare a acceleratorului este și o căutare a unor fenomene pe care teoriile actuale nu le pot explica.

Large Hadron Collider este și rezultatul unei colaborări internaționale extraordinare. Mii de oameni de știință, ingineri, tehnicieni și specialiști din numeroase țări participă la experimentele și infrastructura asociate proiectului. La 18 ani de la primul fascicul trimis în jurul acceleratorului, LHC rămâne una dintre cele mai impresionante mașini construite de omenire.

Sub pământ, la frontiera dintre Franța și Elveția, particule invizibile ochiului uman sunt accelerate aproape până la viteza luminii și apoi făcute să se ciocnească. Iar din aceste coliziuni microscopice, oamenii încearcă să răspundă unor întrebări uriașe: din ce este alcătuit Universul, cum funcționează materia și care sunt legile fundamentale ale realității.

Sursă consultată: The Large Hadron Collider | CERN