Mwy, gwell, cyflymach: Paratoi ar gyfer chwaer fawr LHC

Mae The Large Hadron Collider, y cyflymydd gronynnau mwyaf pwerus yn y byd, wedi bod yn rhedeg ers tair blynedd ers ei genhedlu ym 1983. Eisoes, mae ffisegwyr rhyngwladol yn bwriadu cyflwyno cydran fawr i deulu LHC dros y blynyddoedd i ddod: chwaer fawr LHC.

Yn ôl ExtremeTech, galwyd y peiriant gwrthdrawiad newydd arfaethedig - a fydd yn gwrthdaro rhwng electronau neu brotonau - yn Gwrthdarwr Hadron Mawr Iawn. Bydd yn caniatáu i wyddonwyr archwilio lefelau egni llawer uwch - hyd at wyth gwaith yn uwch, diolch i fagnetau cryfach a chyflymiadau uwch.

Mae'r LHC yn gam pwysig ymlaen mewn ffiseg gronynnau gyda darganfod y boson Higgs, a elwir weithiau'n “gronyn Duw” am ei gadarnhad o'r Model Safonol. Fodd bynnag, byddai gwrthdrawiadydd mwy yn caniatáu i ymchwilwyr “weld yr anifail cyfan,” yn lle “cynffon y deinosor” yn unig yn ôl Guido Tonelli, llefarydd ar ran y synhwyrydd CMS. I bob pwrpas, byddai'r peiriant gwrthdrawiad a ragwelir yn caniatáu i ymchwilwyr weld gronynnau llai yn fwy manwl gywir: er bod gan yr LHC ugain mlynedd ar ôl o hyd, nid oes ganddo - a'i ragflaenydd, yr LEP - y lefelau egni sydd eu hangen i gynhyrchu canlyniadau digon manwl.

 Mae'r cylch dotiog yn dangos yr ardal arfaethedig o dan y cynllun newydd.
Llun trwy garedigrwydd CERN.

Ar hyn o bryd, mae'r LHC yn cael ei gau i lawr ar gyfer uwchraddio. Mae egni pelydryn wedi cynyddu hyd at 6.5 teraelectronfolt (sef 6.5 triliwn gwaith yr egni a enillwyd neu a gollwyd pan fydd un electron yn symud “ar draws gwahaniaeth potensial electron o un folt” - dim digon o egni i gynhyrchu un wat o bŵer am eiliad). Gall hyn roi “y cipolwg cyntaf i ni o beth yw mater tywyll,” meddai Dr. Rolf Heuer, cyfarwyddwr cyffredinol Cern. Mater tywyll.

Mae mater tywyll yn cyfrif am tua 25 y cant o'r bydysawd hysbys, ac mae'n bwnc sydd wedi peri penbleth i ffisegwyr ers blynyddoedd. Gwnaethpwyd cysylltiadau rhwng mater tywyll a rhai gronynnau munud sy'n ymddwyn yn debyg, sy'n cael eu hastudio gan ffisegwyr gronynnau. Serch hynny, mae gwyddoniaeth yn mynd ymlaen.

Byddai angen tynnu hyd at ddeg miliwn o fetrau ciwbig o graig ar gyfer peiriant gwrthdrawiad newydd a chael gwared arno'n ofalus, a gellir disgwyl i'r costau fod yn seryddol. Mae Dr Rolf Heuer yn gobeithio y bydd partneriaeth rhwng sawl gwlad yn lleihau costau. Lleisiodd China a Japan ddiddordeb mewn cynnal y peiriant gwrthdaro, ond “Mae eiriolwyr Ewropeaidd yn dadlau y byddai seilwaith sefydledig Cern yn sicrhau arbedion sylweddol.”