Wielki Zderzacz Hadronów, największy i najbardziej znany na świecie akcelerator cząstek, zostanie ponownie otwarty w marcu po wieloletniej aktualizacji. Więc jakie jest pierwsze zamówienie na zrestartowany zderzacz? Nic innego, jak poszukiwanie cząsteczki, która zmusza fizyków do ponownego przemyślenia wszystkiego, co według nich wiedzą o tym, jak działa wszechświat.
Od drugiej połowy XX wieku fizycy używają standardowego modelu fizyki do opisania wyglądu i działania cząstek. Ale chociaż model wyjaśnia prawie wszystko, co naukowcy zaobserwowali za pomocą akceleratorów cząstek, nie uwzględnia wszystkiego, co mogą zaobserwować we wszechświecie, w tym istnienia ciemnej materii.
Właśnie tam pojawia się supersymetria, czyli SUSY. Supersymetria przewiduje, że każda cząstka ma coś, co fizycy nazywają „superpartnerem” - bardziej masywną subatomową cząstkę partnera, która działa jak bliźniak cząstki, którą możemy obserwować. Każda obserwowalna cząstka miałaby swego rodzaju superpartnera, łącząc bozony z „fermionami”, elektrony z „selekronami”, kwarki z „squarkami”, fotony z „photinos” i gluony z „gluinos”.
Gdyby naukowcy mogli zidentyfikować pojedynczą supercząstkę, mogliby podążać za pełniejszą teorią fizyki cząstek, która wyjaśnia dziwne niespójności między istniejącą wiedzą a obserwowalnymi zjawiskami. Naukowcy wykorzystali Wielki Zderzacz Hadronów do zidentyfikowania cząstek bozonu Higgsa w 2012 roku, ale nie zachowywał się tak, jak się spodziewali. Jedną niespodzianką było to, że jej masa była znacznie mniejsza niż przewidywano - niespójność, którą można by wyjaśnić istnieniem supersymetrycznej cząstki.
Naukowcy mają nadzieję, że ponownie uruchomiony - i mocniejszy - LHC ujawni właśnie taką cząsteczkę. „Wyższe energie w nowym LHC mogłyby zwiększyć produkcję hipotetycznych supersymetrycznych cząstek zwanych gluinos 60 razy, zwiększając szanse na ich znalezienie”, informuje Emily Conover for Science .
Gdyby LHC odkrył pojedynczą supercząstkę, nie byłaby to wygrana dla supersymetrii jako teorii - może to być krok w kierunku zrozumienia początków naszego wszechświata. Ale może to również stworzyć wiele pracy dla naukowców - w końcu wszechświat supersymetryczny może pomieścić co najmniej dwa razy więcej cząstek. Michael Williams z Massachusetts Institute of Technology mówi BBC, że jest gotowy na wyzwanie, ale przyznaje, że może to być trudne:
Znalezienie jakiejkolwiek cząsteczki, która mogłaby być kandydatem na ciemną materię, jest miłe, ponieważ możemy zacząć rozumieć, jak wpływa ona na galaktykę i ewolucję wszechświata, ale także otwiera drzwi do wszystkiego, co jest po drugiej stronie, czego nie mamy pojęcia jest tu.
