W czerwcu 2020 roku Rada Europejskiego Ośrodka Badań Jądrowych CERN w Genewie przyjęła aktualizację Europejskiej Strategii Fizyki Cząstek – dokumentu, który dotyczy przyszłości badań z zakresu fizyki cząstek w Europie – w kontekście światowym. Zapisy te mają na celu umacnianie wiodącej roli naszego kontynentu w dziedzinie tych badań podstawowych z uwzględnieniem innowacyjnych technologii niezbędnych dla prowadzenia tego typu analiz.
Planowana jest intensyfikacja badań rozwojowych w dziedzinie zaawansowanych technik akceleratorowych, detektorowych i obliczeniowych. Kontynuowane będą prace mające na celu modernizację Wielkiego Zderzacza Hadronów Wysokiej Świetlności (ang.: High-Luminosity LHC). Uwzględnione zostały ponadto plany konstrukcji „elektronowo-pozytonowej fabryki Higgsa” – urządzenia umożliwiającego badanie własności odkrytej w 2012 roku cząstki Higgsa umożliwiającej naukowcom poszukiwanie zjawisk wykraczających poza poznany Model Standardowy. W strategii uwzględnione zostały także plany dalszego wsparcia dla projektów neutrinowych w Japonii i USA oraz konieczność wzmacniania współpracy z ośrodkami naukowymi z całego świata.
Informacja nt. Europejskiej Strategii Fizyki Cząstek (w języku polskim)
Europejska Strategii Fizyki Cząstek (w języku angielskim)
W obecne i przyszłe projekty, o których mowa w zaktualizowanej Europejskiej Strategii Fizyki Cząstek, zaangażowani są eksperymentatorzy oraz teoretycy z Instytutu Fizyki Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach (pracownicy, doktoranci i studenci).
Jednym z priorytetowych badań prowadzonych w IF UŚ jest fizyka neutrin. Naukowcy związani z Uniwersytetem Śląskim uczestniczą w pracach grupy RE13/T2K (the long-baseline neutrino experiment,
https://greybook.cern.ch). Szerzej nt. eksperymentu T2K można przeczytać m.in. w artykule pt. „Ważny krok w badaniach różnicy między materią a antymaterią”.
Warto dodać, że tzw. polskie grupy neutrinowe, w tym fizycy z UŚ, podpisali list intencyjny (Letter of Intent) dla projektu pn. „A Water Cherenkov Test Beam Experiment for Hyper-Kamiokande and Future Large-scale Water-based Detectors” (https://cds.cern.ch).
Z kolei grupa fizyków jądrowych z IF UŚ bada różne formy materii poprzez zderzenia ciężkich jonów prowadzące do powstania plazmy kwarkowo-gluonowej. Poszukiwanie tej formy materii, jak i badanie cech przejścia od materii hadronowej do plazmy kwarkowo-gluonowej, jest istotne dla zrozumienia procesów zachodzących w przestrzeni kosmicznej oraz samego momentu powstania Wszechświata (model Wielkiego Wybuchu).
Badania te są realizowane w ramach eksperymentu NA61/SHINE (http://shine.web.cern.ch/) prowadzonego w CERN przy akceleratorze SPS.
Ponadto program tego eksperymentu przewiduje referencyjne pomiary dla eksperymentów neutrinowych (np. wymienionego wcześniej eksperymentu T2K) oraz badania oddziaływania promieniowania kosmicznego dochodzącego do nas z Kosmosu w warunkach laboratoryjnych.
Naukowcy związani z Instytutem Fizyki UŚ wykonują również obliczenia teoretyczne, które są związane z przygotowaniem programu badań dla następcy obecnego akceleratora LHC (na czym polegają te obliczenia, opisano pokrótce w notce pt. „Obliczenia teoretyków z UŚ wzmacniają argumenty za budową przyszłego kołowego akceleratora FCC w CERN-ie”. Szacuje się, że przeprowadzenie obliczeń mających dorównać eksperymentalnej precyzji uzyskanej przy zderzeniach elektronów z pozytronami w Future Circular Collider (FCC-ee) zajmie kilkanaście lat i wymagać będzie zaangażowania wielu wiodących grup badawczych z całego świata, specjalizujących się w badaniach teoretycznych fizyki wysokich energii.
Oprac.: prof. dr hab. Janusz Gluza
prof. dr hab. Jan Kisiel
dr hab. Arkadiusz Bubak, prof. UŚ
dr hab. Seweryn Kowalski, prof. UŚ
