Bez LHC by nebylo jeho detektorů, bez detektorů by nebyl LHC. Jen díky nim je možné přesně měřit a studovat výsledky kolizí.

Stejně jako urychlovač i tyto experimenty patří mezi divy světové vědy, ať už studují Higgsovu částici, kvark krásy nebo plazmovou polévku.

Součástí tunelu Velkého hadronového urychlovače (LHC) jsou čtyři hlavní „křižovatky“, kde je čelní střet kýženým výsledkem.

ATLAS

Jak řekl švýcarský fyzik Peter Jenni: „ATLAS byl postaven jako loď v láhvi – kousek po kousku.“ Detektor tvoří na 100 milionů aktivních součástek, které propojuje přes 3 000 km elektrických kabelů do 46 m dlouhého válce s 25 m v průměru.

Všechny tyto komponenty musely být spuštěny šachtou a v dutině 100 metrů pod zemí propojeny dohromady. Vše do sebe muselo také dokonale zapadat. ATLAS byl zkonstruován s přesností na více než setinu milimetru.

Některé části detektoru, od velkých kusů až po sofistikované součástky, byly vyrobeny v České republice.

ATLAS je největším experimentem v LHC a zároveň největším kdy postaveným částicovým detektorem – má stejnou výšku jako sedmipatrová budova a přestože na jeho výstavbu byly použity relativně lehké materiály, váží 7 000 tun, tedy podobně jako Eiffelova věž.

Soustředí se hlavně na studium Higgsova bosonu, je ale navržen k pokrytí nejširší možné škály elementární fyziky, od supersymetrických částic po hledání indicií vedoucí k tzv. „nové fyzice“ – dosud nepoznaným částicím a neznámých jevů.

CMS

Experiment CMS má za úkol zkoumat podobně širokou škálu fyzikálních jevů jako ATLAS, oba detektory se od sebe ale zásadně liší konstrukčně i metodologicky.

Konstrukční týmy si zvolily každý jinou strategii pro hledání částic a jistá soupeřivost mezi oběma experimenty přetrvává jako součást firemního koloritu CERN.

Ačkoliv je dvakrát menší než ATLAS, s váhou 12 500 tun je CMS nejtěžší kdy postavený přístroj. Z historického hlediska jsou ATLAS s CMS dvěma největšími vědeckými spolupracemi na světě.

Zatímco na experimentu CMS se podílí na 5 500 částicových fyziků z více než 241 institucí ve 54 státech světa, u ATLASu je to asi 5 000 osob ze 180 institucí ve 38 státech.

ALICE a LHCb

ALICE patří s LHCb k dvojici menších detektorů. Prvně jmenovaný experiment nezajímají protony, ale srážky svazků těžkých iontů. Velmi těžká jádra olova sráží LCD asi 10 % provozního času.

Protože každý z těchto iontů má hmotnost jako 207 protonů, jejich urychlení je obtížnější, stále se ale přibližuje rychlosti světla.

Mnohem vyšší je také jejich kolizní energie, oproti 14 TeV v případě protonů, až 1 150 TeV. Tato energie je následně koncentrovaná uvnitř detektoru ALICE do miniaturního prostoru s cílem vytvořit velmi horkou plazmu, s teplotou až stotisíckrát více než v jádru Slunce.

Skládá se z kvarků a gluonů a je známá také jako „kvarková polévka“, která prostupovala vesmír v prvních okamžicích po Velkém třesku. Díky tomu vědci doufají, že zjistí více o chování kvarků, gluonů a tím i dalších částicích hmoty.

Hlavním účelem detektoru LHCb je zkoumání kvarku B, známého jako „bottom“ nebo „beauty“ (krásný) kvark. Jde o prchavou částici, která pomáhá fyzikům pochopit rozdíly mezi hmotou a antihmotou.

Vědci doufají, že studiem rozpadu těchto částic se mohou naučit něco o tom, proč hmota ve vesmíru dominuje nad antihmotou.