ال‌اچ‌سی، تونل مدوری به‌ طول حدود 27كیلومتر است كه در عمق 50 تا 175 متری زیر زمین در مرز میان سوئیس و فرانسه نزدیك شهر ژنو ساخته شده است. اولین برخوردهای این شتابگر ذرات در سال 1389/2010 در سطح انرژی 5/3 تراالكترون‌ولت بر باریكه رسید و در این محدوده انرژی توانست ذره «بوزون هیگز» را كشف كند. بعد از دو سال خاموشی ژنراتور، مرحله دوم فعالیتش در سال 1394/2015 با رسیدن به سطح انرژی 5/6 تراالكترون‌ولت بر باریكه آغاز شد و تاپایان سال 1397/2018 ادامه یافت. پیش‌بینی می‌شود مرحله سوم داده‌گیری و فعالیت این برخورددهنده از سال آینده آغاز شود. در این‌مدت دانشمندان سرن، داده‌های جمع‌آوری‌شده در مرحله دوم را بررسی و تحلیل می‌كنند و همزمان مراحل ارتقای دستگاه برای شروع مرحله سوم انجام می‌شود.
تیتزیانو كمپورزی در این خصوص به جام‌جم می‌گوید: «در مرحله سوم، برخورددهنده‌ و آزمایش‌هایش در بهترین حالت می‌توانند ده برابر بیشتر از وضعیت فعلی داده‌گیری كند. برخورددهنده در حال ‌حاضر برای تعمیر و بهبود سامانه شتابگرها (نه‌تنها ال‌اچ‌سی كه به‌خصوص سامانه‌ شتابگرهایی كه بخشی از زنجیره تزریق پروتو‌ن‌ها هستند) و همچنین برای تعمیر آشكارسازها تعطیل است و براساس پیش‌بینی‌ها اواخر سال 1400/2021 بازگشایی خواهد شد و باردیگر برای نصب تجهیزاتِ سطح High LUMI LHC دوباره خاموش خواهد شد. تحلیل داده‌های مرحله سوم تا سال 1405/2026 ادامه خواهد یافت و سپس فعالیت مرحله پایانی ال‌اچ‌سی كه های-‌لومی ال‌اچ‌سی است آغاز خواهد شد. این مرحله حدود ده تا 12سال ادامه خواهد یافت.»
گوییدو تونلی هم درباره ارتقای ال‌اچ‌سی به مرحله‌ های-لومی ال‌اچ‌سی می‌گوید: «برای این مرحله هنوز باید حدود پنج‌ شش سال منتظر بمانیم. در این مرحله، ژنراتور با شدتی بسیار بیشتر از اكنون فعالیت و بوزون‌های هیگز بسیار بیشتری جمع‌آوری خواهد كرد و به‌ دنبال واپاشی‌های نادرتر از آنچه تاكنون
به ‌دست آمده، خواهد گشت. برای رسیدن به این مرحله داده‌گیری، لازم است آهن‌رباهای جدیدی برای ژنراتور نصب كنیم و همچنین بعضی از بخش‌های دستگاه‌ها را اصلاح كنیم. هنوز نمی‌دانیم در این مرحله باید منتظر كشف چه‌‌چیزی باشیم. اما به‌طور معمول برای رسیدن به كشف‌های جدید یا اندازه‌گیری‌های دقیق‌تر، ذراتی را كه می‌توانند درباره ماده تاریك توضیح دهند و همچنین شواهدی برای ابرتقارن و ناهنجاری‌هایی برای بوزون هیگز را جست‌وجو می‌كنیم.»
راهبرد جدید فیزیك ذرات اروپا
تیتزیانو كمپورزی درباره این‌كه راهبرد جدید فیزیك ذرات اروپا برای های-‌لومی ال‌اچ‌سی چه برنامه‌هایی را پیش‌بینی می‌كند توضیح می‌دهد: «جامعه فیزیك ذرات اروپا هر پنج سال یك‌بار برای تعیین راهبردهای سازگار با آینده گردهم می‌آید. گردهمایی اخیر به‌خصوص از این منظر اهمیت داشت كه شاخص‌هایی را برای توسعه‌های احتمالی برای دوره پسا-ال‌اچ‌سی ارائه كرد كه از بین خط‌مشی‌‌های اصلی آن می‌توانم به این موارد اشاره كنم: اولویتی كه به بوزون هیگز به‌عنوان كاوشگری داده‌ایم كه به ما اجازه می‌دهد وجود پدیده‌های جدید را از طریق مقایسه پیش‌بینی‌های نظری با نتایج تجربی كشف كنیم. برای كسب نتایج دقیق‌تر از آنچه با ال‌اچ‌سی قابل دستیابی است، یك كارخانه هیگزساز را برپایه برخورددهنده الكترون-پوزیترون برای آینده پیش‌بینی كرده‌ایم. همچنین ساخت برخورددهنده الكترون-الكترون در آن سطح از انرژی كه برای تولید بوزون هیگز لازم است امكان‌سنجی خواهد شد.»
گوییدو تونلی هم در این‌‌خصوص می‌گوید: «های-‌لومی ال‌اچ‌سی اولین گام از این راهبرد جدید اروپا است كه از طریق آن، ژنراتور ال‌اچ‌سی تا 15 سال و شاید تا 18 سال دیگر یعنی تاحدود سال‌های 1414/2035 تا 1418/2038 به فعالیتش ادامه خواهد داد. به ‌این ‌ترتیب، قادر خواهد بود حدود ده برابر بیشتر از داده‌هایی كه تاكنون جمع‌آوری كرده‌ایم به‌ دست آورد كه همگی شامل ناهنجاری‌های بوزون هیگز و ذراتی برای ماده تاریك و همچنین ابرتقارن‌ها می‌شود. اما این ذرات برای این‌كه بتوانند در ال‌اچ‌سی تولید شوند، بعضا بسیار پرجرم‌اند. به ‌همین ‌علت موضوع ساختن ژنراتوری قوی‌تر از ال‌اچ‌سی مطرح شد كه با رسیدن به سطح انرژی بسیار بالاتری بتواند ذرات پرجرم‌تری تولید كند. این‌گونه، توسعه ابربرخورددهنده جدید مدوری به‌طول صد كیلومتر پیشنهاد شد كه در مرحله اول با برخورد دادن میان الكترون و پوزیترون نوعی كارخانه هیگزساز را می‌سازد و در آن می‌توانیم مقادیر بالایی بوزون هیگز را برای مطالعه دقیق‌تر ویژگی‌های این ذره تولید كنیم. همچنین این ابربرخورددهنده برای مطالعه بوزون‌ W و بوزون Z و همه ذرات پیش‌بینی‌شده در مدل استاندارد به‌كار خواهد آمد.»
كمپورزی هم در تكمیل سخنان تونلی می‌افزاید: «در مرحله بعدی، این زیرساخت صد كیلومتری باهدف رسیدن به انرژی صد تراالكترون‌ولت می‌تواند میزبان یك برخورددهنده پروتون‌-پروتون (FCC-hh) باشد. برای نیل به این هدف لازم است پژوهش‌هایی برای توسعه آهن‌رباهای اَبَرهادی با توانایی رسیدن به میدان‌های مغناطیسی‌ بالاتر از 17 تسلا/متر انجام شود. لازم است یادآوری كنم آهنرباهای ال‌اچ‌سی، میدان‌های مغناطیسی 9 تسلا/متر تولید می‌كنند. این تحقیق و توسعه باید روی فناوری‌های احتمالی متفاوتی انجام شود. برای‌ مثال فناوری‌های شتاب‌دهی برپایه پلاسما یا فناوری‌هایی برای امكان‌سنجی برخورددهنده‌ای كه قادر است میون‌های مثبت و منفی را به هم برخورد دهد.»


دو دهه همكاری ایران با سرن
پژوهشگاه دانش‌های بنیادی (IPM) به‌عنوان نخستین نماینده ایران در سرن از حدود دو دهه قبل همكاری با آزمایش سی‌ام‌اس را آغاز كرد و سپس دانشگاه صنعتی اصفهان به این همكاری اضافه شد. گوییدو تونلی و تیتزیانو كمپورزی، به‌عنوان دو مدیر اسبق آشكارساز سی‌ام‌اس از تجربه بسیار خوبی كه طی این سال‌ها فیزیكدانان ایرانی با بزرگ‌ترین آزمایشگاه فیزیك ذرات جهان داشته‌اند سخن گفتند.
تونلی درباره این تجربه همكاری می‌گوید: «در این سال‌ها تولد و رشد جامعه فیزیكدانان ایرانی را كه در آزمایش سی‌ام‌اس كار می‌كردند شاهد بوده‌ام و در حال ‌حاضر دوست شخصی استادان جوانی هستم كه اوایل و زمانی كه هنوز استاد نشده بودند با تجربه اندك و با كمی ترس در جلسات سی‌ام‌اس شركت می‌كردند. اما به‌تدریج ازطریق این همكاری و همچنین به ‌لطف خدماتی كه در طول ساخته‌ شدن آشكارساز و همچنین برای تحلیل داده‌ها ارائه كردند، آن جامعه كوچك نخستین، اكنون به بخش مهمی از پژوهش‌های ما در سرن تبدیل شده است. فكر می‌كنم سال 1389/2010 یا 1390/2011 بود كه به تهران و اصفهان سفر كردم و جاهای مختلفی درباره این همكاری صحبت كردم و دریافتم بسیاری از دختران و پسران جوان ایرانی تجربه پژوهش در حوزه فیزیك ذرات را دارند. به ‌عقیده من، همكاری ایران با سی‌ام‌اس نشان می‌دهد كشوری كه از نظر تاریخی و سنتی تجربه بزرگی در حوزه فیزیک ذرات ندارد، فقط در طول چند سال موفق می‌شود در مسیر پژوهش گام بردارد، تحلیل داده كند و نقش مهمی در یك همكاری بین‌المللی به‌دست آورد. از فیزیكدانان ایرانی در این همكاری با احترام بسیار یاد می‌شود و یادداشت تفاهمی كه سرن در سال 1393/2014 با دانشگاه صنعتی اصفهان و پژوهشگاه دانش‌های بنیادی در حوزه بهبود كیفیت سی‌ام‌اس و همچنین طرح توسعه شتابگر خطی ذرات (CLIC) به امضا رساند، شاهدی بر رشد جامعه‌ای علمی است كه در سطح بین‌المللی به‌ رسمیت شناخته شده است».
تونلی درباره تجربه شیرین سفرش به ایران می‌گوید: «سفر به ایران برای من فرصت خاصی بود. دوستان ایرانی بسیاری داشتم و از دور این كشور را می‌شناختم. اما در این سفر كه همسرم نیز همراهم بود، چیزهای شگفت‌انگیزی از این كشور و مردمش دیدم. درواقع می‌خواهم از یك تجربه انسانی فراموش‌ناشدنی صحبت كنم كه باعث شد چیزهای مشترك بسیاری نه‌فقط در ایران امروزی كه در ایران تاریخی پیدا كنم. به‌خصوص كه از مقبره كوروش هم بازدید كردم. به‌طورخلاصه، سفر به ایران خاطره‌ای است كه در قلب من مانده است.»
تیتزیانو كمپورزی هم درباره همكاری ایران با سی‌ام‌اس می‌گوید: «همواره با علاقه روند این همكاری را دنبال كرده‌ام كه حاصل تلاشی است كه دكتر حسام‌الدین ارفعی و دكتر فرهاد اردلان انجام داده‌اند. آنها علاوه‌بر مشاركت پژوهشگاه دانش‌های بنیادی، طی این سال‌ها برای بسط و توسعه جامعه آكادمیك ایران و ارائه فرصت برای بهره‌گیری این مراكز از همكاری با سرن و سی‌ام‌اس تلاش كرده‌اند. به‌اعتقاد من، رویكرد اصلی ایران برای توسعه این همكاری، مشاركت در تلاش‌های پژوهشی یك گروه پیشگام بین‌المللی و آموزش پژوهشگران جوان است. استادان دانشگاه صنعتی اصفهان كه با سی‌ام‌اس همكاری می‌كنند از بسیاری جهات پیشگامانی هستند كه راه‌های جدیدی را برای توسعه پژوهش‌های ایران باز می‌كنند. امیدوارم مجموعه موسسات پژوهشی ایرانی از این فرصت سود ببرند.»
كمپورزی همچنین درباره یادداشت تفاهم سرن با دانشگاه صنعتی اصفهان و پژوهشگاه دانش‌های بنیادی می‌گوید: «این یادداشت تفاهم بر تداوم مشاركت ایران در مرحله ارتقای سی‌ام‌اس در چشم‌اندازهای لومی ال‌اچ‌سی تاكید می‌كند. این تداوم همكاری، بر بالندگی جامعه فیزیك تجربی ایران دلالت دارد كه در آغاز قرن بیست‌ویكم میلادی با سی‌ام‌اس آغاز شد. امروز، این جامعه فیزیكدانان ایرانی در سرن نه‌فقط در سطح تحلیل داده‌ها و مطالعه پدیده‌های طبیعی كه در توسعه و ساخت بخش‌های فنی‌مهندسی ارتقای آینده آزمایش هم بسیار توانمند است.»



خبرهای جدید از بوزون هیگز
22 آذر 1390/ سیزدهم دسامبر 2011 گوییدو تونلی مدیر وقت آزمایش سی‌ام‌اس و فابیولا جانوتی مدیر وقت آزمایش اطلس (مدیركل فعلی سرن) در نشست ویژه‌ای نتایج اولیه كشف شواهدی دال بر وجود «بوزون هیگز» را اعلام كردند. نتایجی كه چند ماه بعد به قطعیت رسید و یك‌ سال بعد جایزه نوبل فیزیك را برای پیتر هیگز و فرانسوا انگلرت، پیشنهاددهندگان این ذره بنیادی به ‌ارمغان آورد.
بوزون هیگز، ذره‌ بنیادی اولیه دارای جرمی در مدل استاندارد فیزیك ذرات است و در عالم ماده نقش مهمی ایفا می‌كند. زیرا قادر است درباره تفاوت‌های میان نیروی الكترومغناطیس فوتون‌های بدون جرم و نیروی هسته‌ای ضعیف بوزون‌های W و Z كه نسبتا پرجرم هستند، توضیح دهد. وقتی بوزون هیگز كشف شد دانشمندان دو آزمایش سی‌ام‌اس و اطلس این بوزون را در كانال واپاشی یا به‌عبارتی كانال تبدیل‌ به زوج فوتون‌ها، بوزون‌های W و بوزون‌های Z یافتند.
اما به‌تازگی آزمایش اطلس پس‌از بررسی داده‌های مربوط به حدود ده میلیون‌میلیارد برخورد پروتون-پروتون كه در مرحله دوم فعالیت ال‌اچ‌سی بین سال‌های 1394/2015 تا 1397/2018 ثبت‌شده به یافته جدیدی دست یافته است كه از واپاشی‌های نادری از بوزون هیگز خبر می‌دهد كه طی آن، این ذره به یك فوتون و یك بوزون Z تبدیل می‌شود. آشكارسازهای سی‌ام‌اس و اطلس هرگز نمی‌توانند بوزون هیگز را به‌‌طور مستقیم مشاهده كنند. زیرا این ذره تقریبا بلافاصله بعد از تولید در برخوردهای پروتون-پروتون به ذرات سبك‌تر تبدیل می‌شود یا واپاشی می‌كند. سپس این ذراتِ سبك‌تر هستند كه امضای خودشان را بر آشكارسازها بر جا می‌گذارند.
تیتزیانو كمپورزی درباره این نتایج جدید توضیح می‌دهد: «بعد از كشف بوزون هیگز، این ذره به ماده اصلی مطالعات و یكی از كاوشگرهای ممتاز برای بررسی محدوده‌‌های مدل استاندارد فیزیك ذرات تبدیل شد. مدل استاندارد با دقت بالایی تمام روش‌های احتمالی واپاشی بوزون هیگز را پیش‌بینی می‌كند. این كانال‌های واپاشی كه در نتایج جدید به آنها رسیده‌ایم، نادرتر از آنهایی هستند كه در كشف بوزون هیگز استفاده شد و نسبت به اثرات احتمالی حاصل القای پدیده‌های جدید حساس‌ترند؛ برای مثال نسبت به اثرات مربوط به وجود ذرات جدید و برهم‌كنش‌های جدیدی كه می‌توانند احتمال واپاشی را تغییر دهند. اطلس و سی‌ام‌اس از همان ابتدا تلاش كرده‌اند این واپاشی‌های نادر را اندازه‌گیری كنند. یكی از این واپاشی‌ها تبدیل بوزون هیگز به یك فوتون و یك بوزون Z است كه در مدل استاندارد پیش‌بینی شده است. نتایج بررسی‌های اطلس هنوز به سطح ایمن 5 سیگما نرسیده اما براساس این یافته‌ها به‌نظر می‌رسد این واپاشی وجود دارد و با مدل استاندارد در محدوده‌های آماری جمع‌آوری‌شده منطبق است. سی‌ام‌اس هم تحلیل‌های مشابهی را انجام داده و به نتایج قابل قیاسی دست یافته است.»