Trkalnik v Cernu je dobil deset let mlajšega brata z Japonske

Ljubljana – Na inštitutu KEK v Tsukubi na Japonskem so v petek zvečer ob 22h po japonskem času prvič trčili pospešeni delci, elektroni in pozitroni. Trkalnik SuperKEKB je po desetih letih prvi pospeševalnik, ki je pričel delovati po velikem hadronskem trkalniku LHC v Cernu v Ženevi.

Projekt gradnje novega pospeševalnika so začeli pripravljati že deset let nazaj, pred osmimi leti so ga začeli graditi, do vseh potankosti pa so ga izpilili šele zdaj. »Tak pospeševalnik nastaja zelo dolgo in trenutkov, kot je bil petkov, je v znanosti zelo malo, prejšnji je bil na primer pred desetimi leti, ko so pognali pospeševalnik v Cernu, na novega takšnega tipa pa bo treba počakati še najmanj deset let,« je povedal prof. dr. Peter Križan z Inštituta Jožef Štefan in tehnični koordinator izgradnje detektorja Belle II, ki je bistven del pospeševalnika.

Kar 750 raziskovalcev iz 25 držav je gradilo samo detektor, ki zdaj lahko opazuje reakcije v pospeševalniku. Z njegovo pomočjo lahko raziskovalci preučujejo, kaj se med trki dogaja. »Upamo, da bomo končno dobili odgovore na vprašanja o globljem razumevanju narave in kako se je razvijalo zgodnje vesolje, zakaj je v vesolju skoraj samo materija in ne tudi anti-materija in kakšna je narava temne snovi. Vse to so osnovna vprašanja glede obstoja vesolja, na katere pa fizika do zdaj še ni našla odgovorov,« je navdušen Križan.

Se obeta »nova fizika«?

Pospeševalnik SuperKEKB je skupaj z detektorjem Belle II namenjen iskanju t.i. »nove fizike«, pojavov izven Standardnega modela, teorije osnovnih delcev in njihovih interakcij, preko merjenja redkih razpadov osnovnih delcev. V nasprotju z LHC v Cernu, ki delce pospeši do rekordnih energij (in išče nove delce na tako imenovani »energijski fronti«), sta SuperKEKB in Belle II zasnovana tako, da dosegata rekordno število trkov, ki potečejo v eni sekundi.



SuperKEKB je zato vodilni pospeševalnik na tako imenovani »intenzitetni fronti«. Z natančnimi meritvami bodo znanstveniki odkrivali znake »nove fizike«, torej eksperimentalna dejstva, ki se ne ujemajo s trenutno teorijo Standardnega modela. Slednji namreč med drugim ne pojasni dejstva, zakaj živimo v vesolju, sestavljenem skoraj izključno iz snovi in ne anti-snovi. Pričakovane rezultate meritev bo morebiti razložila prihodnja nova teorija, ki bo popolnejša od teorije Standardnega modela.

Meritve s trkalnikom bodo po pričakovanjih potekale nekaj let, dokler ne bodo z detektorjem zabeležili okoli 50 milijard razpadov delcev, sestavljenih iz kvarkov b, imenovanih mezoni B. Na tako velikem vzorcu podatkov bodo znanstveniki lahko opravili meritve z doslej nedoseženo natančnostjo, ki bodo morda končno ponudile odgovor o prevladi snovi nad anti-snovjo v vesolju.
 


***

Bistven del ekipe so tudi slovenski znanstveniki

V skupini znanstvenikov, ki so pripravljali detektor Belle II in bodo z njim izvajali meritve, je tudi skupina slovenskih fizikov z Inštituta Jožef Stefan, Fakultete za matematiko in fiziko Univerze v Ljubljani, Fakultete za kemijo in kemijsko tehnologijo Univerze v Mariboru ter Fakultete za naravoslovje Univerze v Novi Gorici. Slovenski strokovnjaki že od pričetka projekta zasedajo nekatere vodilne vloge v mednarodni skupini, ki šteje okoli 750 znanstvenikov iz 25 držav. Prof. dr. Peter Križan je koordinator priprave celotnega detektorja, prof. dr. Samo Korpar je vodja skupine, ki je pripravila enega ključnih delov detektorja, to je števec obročev Čerenkova, prof. dr. Boštjan Golob pa je bil v ključni pripravljalni fazi koordinator fizikalnega programa projekta.