Výzkum na LHC

LHC je největší a nejvýkonnější urychlovač částic na světě. Byl vybudován, aby prozkoumal neznámý terén za hranicemi standardního modelu. Důvodem pro to je, že standardní model i přes obrovský úspěch, s jakým vysvětluje stavební prvky a základní síly našeho vesmíru, a úžasný souhlas předpovědí s experimenty nedává odpověď na všechny otázky. Experimenty na LHC mohou přinést řešení některých otevřených problémů, jako jak získávají základní částice hmotnost nebo proč je ve vesmíru víc hmoty než antihmoty.



Aby to fyzikové zjistili, vystřelují shluky protonů proti jiným shlukům protonů. Co však při takových srážkách protonu s protonem skujtečně interaguje? Jsou to komponenty, z nichž se protony skládají (kvarky či gluony). Určitou představu, co se děje při srážkách, můžete získat z následujícího obrázku.





Během počáteční fáze činnosti LHC fyzikové soustředili pozornost na známé částice v rámci standardního modelu. Všechny byly úspěšně znovuobjeveny během pouhých pár týdnů. Jde například o vázané stavy těžkých kvarků a antikvarků c a b (charmonium a bottomonium, původně objevené v letech 1974 a 1977), ještě těžší kvark t neboli top-kvark, který netvoří vázané stavy a byl objeven v roce 1995, jakož i bosony W a Z objevené v CERN v roce 1983. Pokud mají být v protonových srážkách objeveny nové částice, je třeba v experimentech bezpodmínečně a jednoznačně rozpoznat a určit ty známé. První výsledky LHC nejenom potvrzují předchozí objevy, ale také ukazují, jak vypadá známá fyzika v prostředí nových detektorů na LHC.



Pozornost se tedy soustřeďuje na částice jako je boson Z. Pojďme nyní rozebrat, co o této výměnné či zprostředkující částici slabé interakce víme a jak se projevuje v detektoru ATLAS.