Wizualizacja zderzenia zarejestrowanego przez eksperyment CMS. Źródło: CERN

Naukowcy zaglądają w głąb materii: przełomowe wyniki z Wielkiego Zderzacza Hadronów

 

27-03-2026

Badacze pracujący przy jednym z największych eksperymentów naukowych na świecie – CMS w Wielkim Zderzaczu Hadronów (LHC) – ogłosili nowe wyniki badań nad tym, jak zachowują się podstawowe składniki materii. W analizie po raz pierwszy wykorzystano najnowsze dane zebrane w CERN w latach 2022–2024. Ważną rolę odegrali w niej także naukowcy z Narodowego Centrum Badań Jądrowych.

Naukowcy badają, co dzieje się, gdy protony – cząstki budujące atomy – zderzają się ze sobą przy ogromnych energiach. W takich warunkach powstają inne, bardzo krótkotrwałe cząstki, które pomagają zrozumieć, jakie prawa rządzą Wszechświatem na najbardziej podstawowym poziomie.
 
Jednym z analizowanych zjawisk jest sytuacja, w której powstające w zderzeniu cząstki oddziałują ze sobą jeszcze zanim się rozdzielą. Choć takie przypadki zdarzają się bardzo rzadko, są niezwykle cenne dla fizyków – pozwalają sprawdzić, czy obecna teoria opisująca przyrodę (tzw. Model Standardowy) jest rzeczywiście kompletna.
 
– Ponieważ nie przewiduje się, aby energia zderzeń w LHC wzrosła znacząco w najbliższej przyszłości, najbardziej obiecującą perspektywą jest wykorzystanie większych zbiorów danych i udoskonalenie technik analitycznych w celu badania rzadkich procesów Modelu Standardowego z dużą precyzją. Rozpraszanie bozonów wektorowych (VBS) jest jednym z takich rzadkich procesów, zapewniającym wysoką czułość na efekty nowej fizyki – wyjaśnia Monika Ghimiray, doktorantka z Zakładu Fizyki Wielkich Energii NCBJ.
 
W najnowszych badaniach naukowcy skupili się na szczególnych przypadkach, w których powstają określone kombinacje cząstek. Są one trudne do wykrycia, dlatego wymagają bardzo dokładnej analizy danych oraz zaawansowanych metod statystycznych.
Aby wychwycić takie zdarzenia, badacze analizują ślady pozostawione w detektorach. Szukają m.in. charakterystycznych zestawów cząstek – takich jak elektrony czy miony – oraz tzw. dżetów, czyli strumieni cząstek powstających przy wysokich energiach. Ważnym sygnałem jest też obecność niewidocznych cząstek (neutrin), które zdradzają swoją obecność poprzez brak części energii w pomiarach.
 
Dzięki zastosowaniu nowoczesnych metod analizy udało się jednoznacznie zaobserwować badane zjawiska. Co istotne, wyniki są zgodne z przewidywaniami obowiązującej teorii fizycznej. Oznacza to, że nasze obecne rozumienie fundamentalnych oddziaływań nadal dobrze opisuje rzeczywistość – nawet przy najwyższych dostępnych energiach.
 
To jednak nie koniec badań. Naukowcy podkreślają, że wraz z napływem kolejnych danych będą mogli jeszcze dokładniej testować swoje modele. Być może w przyszłości uda się zauważyć drobne odstępstwa od teorii, które wskażą na istnienie nowych, nieznanych dotąd zjawisk.
 
Publikacja naukowa opisująca szczegóły tych badań ma się ukazać w najbliższych miesiącach.