LHC-kiihdyttimen viimeinen testi onnistui

Euroopan hiukkastutkimuskeskuksen CERNin uuden LHC-kiihdyttimen viimeinenkin testi - vastapäivään kulkevien protonien synktronointi - tehtiin menestyksellisesti viikonlopulla. Vastakkaisiin suuntiin kiitävät protonisuihkut saadaan ilmeisesti törmäämään suunnitellusti 10. syyskuuta.

15 vuoden rakennusurakka Genevessä CERNissä alkaa olla päätöksessään. Ajan lisäksi on kulunut rahaa: itse 27 kilometrin kiihdyttimen rakentamiseen noin 3 miljardia euroa ja varsinaisiin mittauslaitteisiin vähän enemmän, noin 3,5 miljardia euroa. Suomalaistutkijat ovat vahvasti mukana toisessa suuressa mittalaitteessa, CMS:ssä Helsingin fysiikantutkimusinstituutin HIPin kautta.

LHC:ssä tutkitaan hiukkasia, jotka syntyvät kun toisiinsa törmääät vastakkaisiin suuntiin 99,9999% valon nopeudella kiitävät protonisuihkut. Törmäykset tapahtuvat mittausasemien kohdalla, joita on neljä. Elokuussa tehdyissä testeissä maan alla kulkevaan hiukkasputkeen vietiin ensimmäisen kerran maanpäällisestä protonilähteestä SPS:stä tuleva hiukkassuihku. Protonit kiihdytetään lopulliseen nopeuteen LHC:ssä ja sen onnistumiseksi kiihdyttävien magneettien ajoitus on oltava täsmälleen oikea nanosekuntien tarkkuudella.

Myötäpäivään kulkeva protonisuihku testattiin kolmen kilometrin matkalla elokuun alkupuolella ja nyt testattiin vastapäivään kulkevan suihkun kiihdytys. Syyskuun 10. päivänä ajetaan molemmat protonisuihkut LHC-putkeen yhtä aikaa ja tehdään ensimmäiset törmäykset. Ensimmäisten hiukkassuihkujen energia tulee olemaan 0,45 TeV ja vuoden lopulla päästäneen 5 TeV:iin.

Ensi keväänä on tavoitteena päästä 7 TeV:n energiaan kummassakin hiukkassuihkussa, jolloin törmäävien protonien energia on seitsenkertainen verrattuna tähän asti suurimpaan hiukkaskiihdyttimeen, Yhdysvalloissa olevan Fermi-laboratorion Tevatroniin.

Uudella energia-alueella tulee löytymään uusia hiukkasia, joista odotetuin on ns. Higgsin hiukkanen. Jos se on olemassa, sen täytyy löytyä LHC:n käytettävissä olevalla energia-alueella. Higgsin hiukkanen on viimeinen puuttuva osa alkeishiukkasten ns. standardimallista. Jos sitä ei löydy, mallissa on vikaa.

Todennäköisempänä pidetään että Higgsin hiukkanen löytyy, mutta ei sen puuttuminenkaan ole katastrofi. Sitten täytyy kehittää teorioita johonkin toiseen suuntaan. Ehdokkaita on jo olemassa.

(Radion tiedeuutiset, CERN)