Mesin Big Bang hidup kembali dan berjalan setelah gangguan listrik

JENEWA – Para ilmuwan pada hari Sabtu bergerak untuk mempersiapkan penghancur atom terbesar di dunia untuk menjelajahi kedalaman materi setelah berhasil menghidupkan kembali mesin senilai $10 miliar setelah lebih dari satu tahun perbaikan.

Fisikawan nuklir yang bekerja pada Large Hadron Collider terkejut bahwa mereka dapat membuat jet proton terbang mendekati kecepatan cahaya begitu cepat selama restart Jumat malam, kata James Gillies, juru bicara Organisasi Riset Nuklir Eropa.

Mesin itu rusak parah pada September tahun lalu karena kesalahan listrik sederhana.

SLIDESHOW: Penghancur Atom Terbesar di Dunia

Beberapa ilmuwan pulang Jumat pagi dan harus dipanggil kembali karena proyek tersebut maju, kata Gillies.

Pada pertemuan Sabtu pagi, “mereka pada dasarnya harus merobek beberapa halaman pertama presentasi PowerPoint mereka yang menjelaskan prosedur yang akan mereka ikuti,” katanya. “Itu semua selesai pada tengah malam. Mereka melewati langkah-langkahnya dengan sangat, sangat cepat.”

Organisasi Eropa untuk Riset Nuklir telah memulai kembali collider langkah demi langkah untuk menghindari kemunduran lebih lanjut saat beralih ke eksperimen sains baru – kemungkinan akan dimulai pada bulan Januari – terkait dengan komposisi materi dan alam semesta.

CERN, seperti yang diketahui, berharap agar sinar dapat melewati terowongan melingkar sepanjang 27 kilometer (17 mil) di bawah perbatasan Swiss-Prancis pada pukul 07:00 (0600 GMT) pada hari Sabtu, tetapi semuanya berjalan sangat baik pada hari Jumat. malam bahwa mereka telah melakukan operasi tujuh jam sebelumnya.

Pujian dari para ilmuwan di seluruh dunia pun deras. “Sinar pertama menembus Atlas!” teriak pesan Internet dari Adam Yurkewicz, seorang ilmuwan Amerika yang mengerjakan detektor Atlas besar di mesin itu.

“Saya mengucapkan selamat kepada para ilmuwan dan insinyur yang bekerja untuk membuat LHC berfungsi kembali,” kata Dennis Kovar dari Departemen Energi AS, yang berpartisipasi dalam proyek tersebut.

“LHC adalah mesin yang belum pernah ada sebelumnya dalam hal ukuran, kompleksitas, dan lingkup kerja sama internasional yang telah membangunnya selama 15 tahun terakhir,” kata Kovar.

Langkah selanjutnya, mungkin Sabtu malam, adalah memutuskan apakah akan menabrak balok di detektor untuk mendapatkan data pengukuran yang diperlukan atau mencoba menggunakan mesin untuk mempercepat proton ke energi yang lebih tinggi daripada yang pernah dicapai mesin mana pun, kata Gillies.

Sementara itu, CERN menggunakan sekitar 2.000 magnet superkonduktor – beberapa di antaranya sepanjang 15 meter (50 kaki) – untuk meningkatkan kontrol atas berkas miliaran proton sehingga tetap terikat erat dan jauh dari peralatan sensitif.

Gillies mengatakan para ilmuwan sangat konservatif.

“Mereka menyisakan banyak waktu sehingga orang yang mengemudikan mesin tidak berada di bawah tekanan apa pun untuk mencentang kotak dan bergerak maju,” katanya.

Para pejabat mengatakan kemajuan Jumat malam merupakan langkah penting menuju penemuan ilmiah di LHC, diharapkan pada 2010.

“Jalan kita masih panjang sebelum fisika dapat dimulai, tetapi dengan pencapaian ini kita sudah berada di jalan yang benar,” kata Rolf Heuer, Direktur Jenderal CERN.

Dengan meriah, CERN mengedarkan sinar pertamanya pada 10 September 2008. Tetapi mesin itu tergelincir sembilan hari kemudian ketika sambungan listrik yang disolder dengan buruk menjadi terlalu panas dan menyebabkan kerusakan berantai pada magnet dan bagian lain dari collider.

Steve Myers, direktur CERN untuk akselerator, mengatakan bahwa perbaikan sejak saat itu membuat LHC menjadi mesin yang jauh lebih mudah dipahami daripada tahun lalu.

LHC diharapkan segera beroperasi dengan lebih banyak energi, akselerator terkuat di dunia saat ini, Tevatron di Fermilab dekat Chicago. Seharusnya energi Fermilab terus meningkat hingga tujuh kali lipat di tahun-tahun mendatang.

Ini akan memungkinkan tabrakan antara proton untuk memberikan wawasan tentang materi gelap dan apa yang memberi massa pada partikel lain, dan untuk menunjukkan materi apa yang berada dalam mikrodetik pendinginan cepat setelah Big Bang yang menurut teori banyak ilmuwan adalah penciptaan alam semesta yang bercirikan miliaran. tahun. yang lalu.

Saat mesin beroperasi penuh, magnet akan mengontrol sinar proton dan mengirimkannya ke arah yang berlawanan melalui dua tabung paralel seukuran selang api. Di ruangan seukuran katedral 300 kaki (100 meter) di bawah tanah, magnet akan memaksanya masuk ke detektor besar untuk merekam apa yang terjadi.

LHC beroperasi pada suhu mendekati nol mutlak, lebih dingin dari luar angkasa, yang memungkinkan magnet superkonduktor memandu proton secara paling efisien.

Fisikawan telah menggunakan collider suhu kamar yang lebih kecil untuk mempelajari atom selama beberapa dekade. Mereka pernah mengira bahwa proton dan neutron adalah komponen terkecil dari inti atom, tetapi penumbuk menunjukkan bahwa mereka terbuat dari quark dan gluon dan bahwa ada gaya dan partikel lain. Dan para ilmuwan memiliki pertanyaan lain tentang antimateri, materi gelap, dan supersimetri yang ingin mereka jawab dengan penumbuk baru CERN.

Superconducting Super Collider sedang dibangun di Texas akan lebih besar dari LHC, tetapi pada tahun 1993 Kongres AS membatalkannya setelah biaya melonjak dan pertanyaan diajukan tentang nilai ilmiahnya.

Gillies mengatakan LHC harus ditingkatkan menjadi 3,5 triliun elektron volt tahun depan, yang akan menjadi 3 1/2 kali lebih kuat dari Fermilab. Kedua laboratorium tersebut adalah pesaing yang ramah, mengerjakan peralatan dan berbagi ilmuwan.

Tapi semua orang akan senang menemukan boson Higgs yang sulit dipahami, partikel atau medan yang secara teoretis memberi massa pada partikel lain. Secara luas diharapkan untuk memenangkan Hadiah Nobel untuk fisika.

Lebih dari 8.000 fisikawan dari laboratorium lain di seluruh dunia juga memiliki rencana kerja untuk LHC. Organisasi ini dijalankan oleh 20 negara anggotanya di Eropa, dengan dukungan dari negara lain, termasuk pengamat Jepang, India, Rusia, dan AS yang telah memberikan kontribusi besar.