Large Hadron Collider (LHC) adalah keajaiban fisika partikel modern yang memungkinkan para peneliti menyelami kedalaman realitas. Asal-usulnya membentang sepanjang tahun 1977, ketika Sir John Adams, mantan direktur Organisasi Eropa untuk Riset Nuklir (CERN), menyarankan untuk membangun terowongan bawah tanah yang dapat mengakomodasi akselerator partikel yang mampu mencapai energi luar biasa tinggi, menurut sebuah Makalah sejarah 2015 oleh fisikawan Thomas Schörner-Sadenius.
Proyek ini secara resmi disetujui dua puluh tahun kemudian, pada tahun 1997, dan konstruksi dimulai pada cincin sepanjang 16,5 mil (27 kilometer) yang melewati di bawah perbatasan Prancis-Swiss yang mampu mempercepat partikel hingga 99,99 persen kecepatan cahaya dan menghancurkannya bersama. Di dalam cincin, 9.300 magnet memandu paket partikel bermuatan dalam dua arah yang berlawanan pada laju 11.245 kali per detik, akhirnya menyatukan mereka untuk tabrakan langsung. Fasilitas ini mampu menciptakan sekitar 600 juta tabrakan setiap detik, memuntahkan energi yang luar biasa dan, sesekali, partikel berat yang eksotis dan belum pernah dilihat sebelumnya. LHC beroperasi pada energi 6,5 kali lebih tinggi dari akselerator partikel yang memegang rekor sebelumnya, Tevatron yang dinonaktifkan Fermilab di AS.
LHC menghabiskan total $ 8 miliar untuk membangun, $ 531 juta di antaranya berasal dari Amerika Serikat. Lebih dari 8.000 ilmuwan dari 60 negara berbeda berkolaborasi dalam eksperimennya. Akselerator pertama kali menyalakan baloknya pada 10 September 2008, bertabrakan partikel hanya sepersepuluh juta dari intensitas desain aslinya.
Sebelum mulai beroperasi, beberapa orang khawatir bahwa penghancur atom baru akan menghancurkan Bumi, mungkin dengan menciptakan lubang hitam yang memakan banyak waktu. Tetapi fisikawan terkemuka mana pun akan menyatakan bahwa kekhawatiran semacam itu tidak berdasar.
"LHC aman, dan setiap saran yang mungkin menimbulkan risiko adalah fiksi murni," Direktur Jenderal CERN Robert Aymar mengatakan kepada LiveScience di masa lalu.
Itu tidak berarti fasilitas itu tidak berpotensi berbahaya jika digunakan secara tidak benar. Jika Anda akan menempelkan tangan Anda pada balok, yang memfokuskan energi kapal induk bergerak dengan lebar kurang dari satu milimeter, itu akan membuat lubang menembusnya dan kemudian radiasi di terowongan akan membunuh Anda.
Penelitian inovatif
Selama 10 tahun terakhir, LHC telah menghancurkan atom bersama untuk dua percobaan utamanya, ATLAS dan CMS, yang mengoperasikan dan menganalisis data mereka secara terpisah. Hal ini untuk memastikan bahwa tidak ada kolaborasi yang mempengaruhi yang lain dan masing-masing memberikan pemeriksaan pada percobaan saudara mereka. Instrumen telah menghasilkan lebih dari 2.000 makalah ilmiah di banyak bidang fisika partikel dasar.
Pada 4 Juli 2012, dunia ilmiah menyaksikan dengan napas tertahan ketika para peneliti di LHC mengumumkan penemuan Higgs boson, potongan teka-teki terakhir dalam sebuah teori berusia lima dekade yang disebut Model Standar fisika. Model Standar mencoba menjelaskan semua partikel dan gaya yang diketahui (kecuali gravitasi) dan interaksinya. Kembali pada tahun 1964, fisikawan Inggris Peter Higgs menulis sebuah makalah tentang partikel yang sekarang menyandang namanya, menjelaskan bagaimana massa muncul di alam semesta.
Higgs sebenarnya adalah bidang yang menembus semua ruang dan menyeret setiap partikel yang bergerak melaluinya. Beberapa partikel berjalan lebih lambat melewati medan, dan ini sesuai dengan massanya yang lebih besar. Higgs boson adalah manifestasi dari bidang ini, yang telah dikejar oleh fisikawan selama setengah abad. LHC secara eksplisit dibangun untuk akhirnya menangkap tambang yang sulit dipahami ini. Akhirnya menemukan bahwa Higgs memiliki 125 kali massa proton, baik Peter Higgs dan fisikawan teori Belgia Francois Englert dianugerahi Hadiah Nobel pada 2013 karena memprediksi keberadaannya.
Bahkan dengan Higgs di tangan, fisikawan tidak dapat beristirahat karena Model Standar masih memiliki beberapa lubang. Untuk satu, itu tidak berurusan dengan gravitasi, yang sebagian besar dibahas oleh teori relativitas Einstein. Ini juga tidak menjelaskan mengapa alam semesta terbuat dari materi dan bukan antimateri, yang seharusnya diciptakan dalam jumlah yang kira-kira sama pada awal waktu. Dan itu sepenuhnya diam pada materi gelap dan energi gelap, yang belum ditemukan ketika pertama kali dibuat.
Sebelum LHC dihidupkan, banyak peneliti akan mengatakan bahwa teori besar berikutnya adalah teori supersimetri, yang menambahkan mitra kembar yang serupa tetapi jauh lebih masif ke semua partikel yang dikenal. Satu atau lebih mitra berat ini bisa menjadi kandidat sempurna untuk partikel-partikel penyusun materi gelap. Dan, supersimetri mulai menguasai gravitasi, menjelaskan mengapa ia jauh lebih lemah daripada tiga kekuatan fundamental lainnya. Sebelum penemuan Higgs, beberapa ilmuwan berharap bahwa boson akan menjadi sedikit berbeda dari yang diprediksi oleh Model Standar, mengisyaratkan fisika baru.
Tetapi ketika Higgs muncul, itu sangat normal, tepatnya dalam kisaran massa tempat Model Standar mengatakan itu akan terjadi. Walaupun ini merupakan pencapaian besar bagi Model Standar, ini telah membuat fisikawan tidak memiliki petunjuk yang baik untuk melanjutkan. Beberapa telah mulai berbicara tentang dekade yang hilang mengejar teori yang terdengar bagus di atas kertas tetapi tampaknya tidak sesuai dengan pengamatan yang sebenarnya. Banyak yang berharap bahwa pengambilan data LHC berikutnya akan membantu memberantas kekacauan ini.
LHC ditutup pada Desember 2018 untuk menjalani dua tahun peningkatan dan perbaikan. Ketika kembali online, ia akan dapat menghancurkan atom bersama dengan sedikit peningkatan energi tetapi dua kali lipat jumlah tabrakan per detik. Apa yang akan ditemukannya adalah dugaan siapa pun. Sudah ada pembicaraan tentang akselerator partikel yang bahkan lebih kuat untuk menggantinya, terletak di area yang sama tetapi empat kali ukuran LHC. Penggantian yang sangat besar bisa memakan waktu 20 tahun dan $ 27 miliar untuk dibangun.
