Pada 2008, di luar Jenewa, Swiss, fisikawan menyalakan Large Hadron Collider (LHC), akselerator partikel terbesar di dunia dan eksperimen sains paling mahal yang pernah dibuat. Bagi banyak orang, biaya dan menunggu sepadan. Pada 2012, mesin masif mendeteksi Higgs Boson, memverifikasi bagian utama terakhir dari Model Fisika Standar. Tetapi para peneliti tahu Model Standar tidak lengkap, karena mengabaikan hal-hal seperti gravitasi dan materi gelap. Itu sebabnya, pada hari Jumat, konstruksi dimulai pada peningkatan besar-besaran ke LHC, lapor Ian Sample di The Guardian, dan ketika selesai pada tahun 2026, akselerator yang lebih kuat mungkin hanya menghancurkan Model Standar berkeping-keping, atau setidaknya menambahkan beberapa keriput teori.
Fisika partikel adalah salah satu ilmu yang lebih rumit di luar sana. Kebanyakan orang dengan satu semester kimiawi di bawah ikat pinggang mereka memahami bahwa atom terdiri dari proton, neutron, dan elektron. Tapi ada banyak lagi — proton dan neutron terdiri dari quark yang disatukan oleh gluon, salah satu dari beberapa jenis boson. Partikel-partikel elementer lainnya — yang tidak dipercayai oleh para peneliti dapat dibagi lebih jauh — termasuk enam rasa lepton dan Higgs, yang dikenal sebagai skalar boson. Lalu ada lusinan partikel yang terdiri dari partikel-partikel elementer itu, termasuk hadron, yang terbuat dari quark dan gluon, dan meson, yang terbuat dari quark dan anti-quark.
Walaupun ilmu di balik partikel itu sulit, memahami bagaimana para ilmuwan menemukan partikel baru atau mengkonfirmasi keberadaan partikel teoretis itu mudah — mereka menghancurkannya bersama-sama dan melihat kepingan-kepingannya. Itulah dasarnya cara kerja LHC, lapor BBC — para peneliti menembakkan dua sinar partikel satu sama lain di sekitar cincin sepanjang hampir 17 mil dengan kecepatan cahaya yang hampir sama. Balok-balok itu, dipandu oleh magnet yang kuat, kemudian disilangkan, menyebabkan partikel-partikel saling bertabrakan dan pecah menjadi potongan-potongan unsur yang bertahan selama sepersekian detik. Detektor yang sangat sensitif menangkap kilasan cepat dari apa yang membentuk alam semesta kita.
BBC melaporkan peningkatan baru akan disebut LHC luminositas tinggi dan itu akan meningkatkan intensitas sinar partikel, meningkatkan jumlah tabrakan dengan faktor lima atau 10. Untuk melakukan itu, lapor CERN, agen yang menjalankan LHC, mereka menambahkan 130 magnet kuat baru yang akan lebih tepat mengontrol berkas partikel, membuatnya lebih mungkin bahwa partikel akan saling menabrak. Mereka juga memindahkan beberapa magnet dan menambahkan kabel superkonduktor untuk meningkatkan efisiensi LHC. Semua itu akan menghasilkan lima hingga sepuluh kali lebih banyak tabrakan, artinya volume lebih banyak data untuk dipelajari, dan itu membuat para peneliti bersemangat. "LHC dengan luminositas tinggi adalah tempat kami akan mengumpulkan sebagian besar data kami, dan dalam arti itu adalah fase eksplorasi kami yang memungkinkan kami menemukan sebagian besar tentang alam semesta, " Tara Shears dari Universitas Liverpool, yang bekerja pada collider, memberitahu Sampel. "Jika LHC sejauh ini telah memberi kita lilin untuk menerangi apa yang sebelumnya tidak terlihat, LHC dengan luminositas tinggi akan membuat kita menyinari lampu sorot."
Ryan F. Mandelbaum di Gizmodo melaporkan bahwa dorongan kekuatan diperlukan. Para peneliti berharap bahwa setelah mendeteksi Higgs Boson pada 2012, mereka juga akan mulai mengungkap partikel lain yang bisa mengisi pengetahuan kita tentang dunia kuantum. Tetapi penemuan itu sulit dipahami. Para peneliti telah menemukan "aroma" partikel baru yang dapat mengganggu model kita saat ini tetapi collider yang lebih kuat akan membantu membuat deteksi yang lebih solid. Mandelbaum juga mengatakan bisa menemukan partikel baru yang membantu menjelaskan materi gelap, membuktikan keberadaan dimensi baru dan mengeksplorasi misteri mendalam lainnya dalam fisika.
"Jika anomali yang kita lihat di LHC saat ini bermanifestasi dalam beberapa tahun ke depan, yang mungkin mereka lakukan, apa yang akan kita lihat dengan luminositas tinggi-LHC adalah fisika yang mendasari penemuan-penemuan itu, " Val Gibson, seorang profesor fisika di Cambridge yang bekerja pada collider, mengatakan pada Sample. “Itu akan mengubah model standar di atas kepalanya. Ini benar-benar akan menjadi terobosan baru. ”
Mandelbaum melaporkan bahwa peningkatan daya juga diperlukan untuk mendapatkan kendali yang lebih baik pada Higgs. Meskipun telah terdeteksi, para peneliti belum melihat cukup banyak partikel untuk mempelajarinya secara mendalam. Pada tingkat saat ini, akan dibutuhkan LHC seratus tahun atau lebih untuk mengumpulkan semua data di boson Higgs. Dengan upgrade itu akan memakan waktu sekitar sepuluh. “LHC sekarang adalah permainan angka: Kami membutuhkan data sebanyak mungkin. Untuk mempelajari bos Higgs setelah penemuannya pada tahun 2012 tetapi juga karena sudah cukup jelas sekarang bahwa partikel baru lainnya mungkin langka, ”fisikawan Freya Blekman dari Vrije Universiteit Brussel di Belgia mengatakan kepadanya. "Jadi kita membutuhkan banyak data."
Memutakhirkan mesin berarti akan offline selama dua tahun mulai tahun 2019, dan sekali lagi antara 2024 dan 2026. Keseluruhan upgrade diperkirakan akan menelan biaya sekitar $ 955 juta. Tetapi jika sejarah adalah pelajaran apa pun, mungkin butuh waktu lebih lama dan biaya lebih dari yang diharapkan. LHC telah terganggu oleh pembengkakan biaya dan masalah teknis, termasuk beberapa musang bunuh diri dan merpati pengunyah baguette yang masing-masing membuat mesin offline selama beberapa minggu.
