Pada tahun 2008, di luar Geneva, Switzerland, ahli fizik menghidupkan Large Hadron Collider (LHC), pemecut zarah terbesar di dunia dan percubaan sains paling mahal yang pernah dibuat. Bagi ramai, kos dan tunggu adalah berbaloi. Pada tahun 2012, mesin besar mengesan Higgs Boson, mengesahkan sekeping utama terakhir Model Fizik Standard. Tetapi penyelidik tahu Model Standard tidak lengkap, kerana ia mengabaikan perkara-perkara seperti graviti dan perkara gelap. Itulah sebabnya, pada hari Jumaat, pembinaan bermula dengan naik taraf utama ke LHC, melaporkan Ian Sample di The Guardian, dan apabila selesai pada tahun 2026, pemecut yang lebih berkuasa hanya boleh meniup Model Standard kepada kepingan, atau sekurang-kurangnya menambah beberapa kedutan kepada teori.
Fizik zarah adalah salah satu ilmu yang lebih rumit di luar sana. Kebanyakan orang dengan semester kimia di bawah tali pinggang mereka memahami bahawa atom terdiri daripada proton, neutron dan elektron. Tetapi terdapat lebih banyak proton dan neutron yang terdiri daripada kuark yang dipegang bersama oleh gluon, salah satu daripada beberapa jenis boson. Zarah-zarah lain yang lain-yang penyelidik tidak percaya boleh dibahagikan lagi-termasuk enam rasa lepton dan Higgs, yang dikenali sebagai boson skalar. Kemudian terdapat berpuluh-puluh zarah yang terdiri daripada zarah-zarah asas tersebut, termasuk hadrons, yang dibina daripada quarks dan gluons, dan mesons, yang diperbuat daripada quark dan anti quark.
Walaupun sains di sebalik zarah sukar, memahami bagaimana saintis mencari zarah baru atau mengesahkan kewujudan zarah teori adalah mudah-mereka menghancurkan mereka bersama-sama dan melihat kepingan. Itulah pada dasarnya bagaimana LHC berfungsi, melaporkan penyelidik BBC menembak dua rasuk zarah di antara satu sama lain di sekitar cincin hampir 17 batu sepanjang hampir cahaya cahaya. Rasuk-rasuk tersebut, yang dipandu oleh magnet yang kuat, kemudian dipasangkan, menyebabkan zarah-zarah tersebut menghancurkan satu sama lain dan memecah menjadi unsur-unsur unsur yang terakhir untuk pecahan sesaat. Pengesan yang sangat sensitif mengambil kilat cepat tentang apa yang membentuk alam semesta kita.
BBC melaporkan peningkatan baru itu akan dipanggil LHC tinggi kecerahan dan ia akan meningkatkan intensiti rasuk zarah itu, meningkatkan bilangan perlanggaran dengan faktor lima atau 10. Untuk melakukan itu, laporan CERN, agensi yang menjalankan LHC, mereka menambah 130 magnet berkuasa baru yang akan lebih tepat mengawal rasuk zarah itu, menjadikannya lebih mungkin bahawa zarah akan menghancurkan satu sama lain. Mereka juga bergerak beberapa magnet dan menambah kabel superconducting untuk meningkatkan kecekapan LHC. Semua yang akan mengakibatkan perlanggaran lima hingga sepuluh kali lebih banyak, bermakna lebih banyak data untuk dipelajari, dan itu mempunyai penyelidik yang teruja. "LHC kecemerlangan tinggi adalah di mana kita akan mengumpulkan sebahagian besar data kita, dan dalam fasa itu fasa penerokaan kita yang membolehkan kita mengetahui kebanyakan alam semesta, " Tara Shears dari Universiti Liverpool, yang bekerja pada collider, memberitahu Contoh. "Sekiranya LHC setakat ini telah memberikan kami lilin untuk menerangi apa yang tidak dapat dilihat sebelum ini, LHC berkilat tinggi akan membiarkan kami menyalakan lampu."
Ryan F. Mandelbaum di Gizmodo melaporkan bahawa rangsangan kuasa diperlukan. Penyelidik berharap bahawa selepas mengesan Higgs Boson pada tahun 2012, mereka juga akan mula membongkar zarah lain yang dapat mengisi pengetahuan kita tentang dunia kuantum. Tetapi penemuan itu sukar difahami. Penyelidik telah menemui "keparat" zarah baru yang boleh mengganggu model semasa kami tetapi penjenayah yang lebih mantap akan membantu membuat pengesanan yang lebih kukuh. Mandelbaum juga mengatakan ia dapat mencari zarah baru yang membantu menjelaskan perkara gelap, membuktikan kewujudan dimensi baru dan meneroka misteri dalam fizik yang lain.
"Sekiranya anomali yang kita lihat di LHC pada masa ini nyata dalam beberapa tahun akan datang, yang boleh dilakukan dengan baik, apa yang akan kita lihat dengan pencahayaan yang tinggi - LHC adalah fizik yang mendasari penemuan-penemuan ini, " kata Val Gibson, seorang profesor fizik di Cambridge yang bekerja pada collider, menceritakan Contoh. "Itu akan mengubah model standard di kepalanya. Ia akan menjadi benar-benar hebat. "
Mandelbaum melaporkan bahawa rangsangan kuasa juga diperlukan untuk mendapatkan pegangan yang lebih baik di Higgs. Walaupun ia telah dikesan, penyelidik tidak melihat cukup zarah untuk mengkajinya secara mendalam. Pada kadar semasa, ia akan mengambil LHC seratus tahun atau lebih untuk mengumpulkan semua data mengenai boson Higgs. Dengan menaik taraf, ia akan mengambil kira sepuluh. "LHC kini adalah permainan nombor: Kami memerlukan sebanyak mungkin data. Untuk mengkaji boson Higgs selepas penemuannya pada tahun 2012 tetapi juga kerana sudah cukup jelas sekarang bahawa sebarang zarah baru yang lain mungkin jarang berlaku, "kata ahli fisika Freya Blekman dari Vrije Universiteit Brussel di Belgium. "Jadi kami memerlukan banyak data."
Menaik taraf mesin bermakna ia akan di luar talian untuk dua tahun bermula pada 2019, dan sekali lagi antara 2024 dan 2026. Peningkatan keseluruhan dijangka menelan kos kira-kira $ 955 juta. Tetapi jika sejarah adalah pelajaran apa-apa, ia mungkin mengambil masa yang lama dan kos lebih daripada yang dijangkakan. LHC telah dibelenggu oleh kos tambahan dan masalah teknikal, termasuk beberapa weasels bunuh diri dan merpati baguette-munching yang masing-masing mengambil mesin luar talian selama beberapa minggu.
