Maailman suurin ja tunnetuin hiukkaskiihdytin Large Hadron Collider avataan uudelleen maaliskuussa vuosittaisen päivityksen jälkeen. Joten mikä on uudelleenkäynnistetyn törmäyslaitteen ensimmäinen toimintajärjestys? Ei mitään muuta kuin etsiä hiukkasia, jotka pakottavat fyysikot harkitsemaan uudelleen kaikkea, jonka he ajattelevat tietävänsä maailmankaikkeuden toiminnasta.
1900-luvun jälkipuolelta lähtien fyysikot ovat käyttäneet fysiikan standardimallia kuvaamaan hiukkasten ulkonäköä ja toimintaa. Mutta vaikka malli selittää melkein kaiken mitä tutkijat ovat havainneet hiukkaskiihdyttimien avulla, se ei kata kaikkea mitä he voivat havaita maailmankaikkeudessa, mukaan lukien tumman aineen olemassaolo.
Sieltä tulee supersymmetria eli SUSY. Supersymmetria ennustaa, että jokaisella hiukkasella on mitä fyysikot kutsuvat “superpartneriksi” - massiivisemmaksi subatomisen kumppanin hiukkaseksi, joka toimii kuin partikkelin kaksoisosa, jota voimme havaita. Jokaisella havaittavalla hiukkasella olisi oma tyyppinen superpartneri, pariliitännyt bosonit "fermionien", elektronien "selektronien", kvarkkien "sirkuksilla", fotonien "fotinoilla" ja gluonien "gluinoiden" kanssa.
Jos tutkijat pystyisivät tunnistamaan yhden superhiukkasen, he voisivat olla tiellä hiukkasfysiikan täydellisemmälle teorialle, joka vastaa oudon epäjohdonmukaisuuksista olemassa olevan tiedon ja havaittavien ilmiöiden välillä. Tutkijat käyttivät Suuret Hadron-kolarilaitetta tunnistaakseen Higgsin bosonihiukkaset vuonna 2012, mutta se ei käyttäytynyt aivan kuten he odottivat. Yksi yllätys oli, että sen massa oli paljon odotettua kevyempi - epäjohdonmukaisuus, joka selitetään supersymmetrisen hiukkasen olemassaololla.
Tutkijat toivovat, että uudelleenkäynnistetty - ja tehokkaampi - LHC paljastaa juuri tällaisen hiukkasen. "Uuden LHC: n korkeammat energiat voivat lisätä hypoteettisten supersymmetristen hiukkasten, nimeltään gluino, tuotantoa kertoimella 60, lisäämällä todennäköisyyttä sen löytämiseen", raportoi Emily Conover for Science .
Jos LHC paljastaisi yhden superhiukkasen, se ei olisi vain supersymmetrian voitto teoriaksi - se voisi olla askel kohti maailmankaikkeuden alkuperämme ymmärtämistä. Mutta se voisi myös luoda paljon työtä tutkijoille - loppujen lopuksi supersymmetrinen maailmankaikkeus on sellainen, jossa olisi ainakin kaksi kertaa enemmän hiukkasia. Michael Williams Massachusetts Institute of Technologystä kertoo BBC: lle olevansa valmis haasteeseen, mutta myöntää, että se voi olla hankala:
Löydä hiukkasia, jotka voivat olla tumman aineen ehdokkaita, on mukavaa, koska voimme alkaa ymmärtää, miten se vaikuttaa galaksiin ja maailmankaikkeuden evoluutioon, mutta se myös avaa oven kaikelle, mikä on toisella puolella, josta meillä ei ole aavistustakaan mitä onko siellä.
