Za najzapretanijom nadzemaljskom tajnom naučnici tragaju duboko pod zemljom. U sto metara ukopanim hodnicima, na razmeđi Švajcarske i Francuske, u utorak su otpočeli hajku bez premca na, po svemu sudeći, najneuhvatljivijeg begunca još od postanja sveta (i vremena).

Svoju ogromnu i složenu klopku –„Veliki hadronski sudarač” (Large Hadron Collider) – ukopali su na dubini od stotinu metara, u ogromnom kružnom tunelu dugačkom 27 kilometara, u Centru za nuklearna istraživanja (CERN) nadomak Ženeve.

Najčudovišnija, najmoćnija i najskuplja (deset milijardi dolara) mašina koju je čovek ikad smislio i sklopio.

Uspešno su sudarili dva mlaza protona (delići atomskog jezgra) pri do sada najvišoj energiji od sedam teraelektronvolti (sedam hiljada milijardi), tri puta jačoj nego što je bila prethodna, što je prva naznaka da su, kako zamišljaju, na valjanom tragu. Svaki je dostigao silinu od tri i po teraelektronvolti i brzinu od 99 odsto svetlosne (300.000 kilometara u sekundi).

Sudar dve iglice
Kao kada biste sa obe obale ispalili po iglicu da jednom drugu pogodite na sredini Atlantskog okeana, koje su prethodno projurile pomenutim prstenom 5.000 puta u sekundi!

Zašto su tragači toliko uporni?

Već duže od četiri decenije traje potraga za Higsovom ili „Božijom česticom” (God particle), za koju se veruje da predstavlja „nedostajuću kariku” u zamišljenoj tapiseriji svekolikog kosmosa. Uoči li se ikakav vidljiv trag, a bilo je nekih nagoveštaja, to bi trebalo da bude uverljiva potvrda da je ova subatomska čestica izvorište mase za sve ostale koje se nazivaju osnovne ili elementarne.

Ukoliko je, naravno, takva pretpostavka tačna.

Ali to je tek polovina snage kojom je najsnažnija krckalica na svetu u stanju da mrvi: Što je energija ubrzanja veća, to se dublje prodiru u materiju.

Za ispunjenje zavetnog cilja nauke valjalo je imati u rukama četiri keca – najveću, nasloženiju, najskuplju i najmnogoljudniju – skalameriju ikad sagrađenu „Veliki hadronski sudarač” (LargeHadronCollider). Grandiozan gaditeljski poduhvat je okončan, veoma skupocena mašinerija je položena. I počelo je hlađenje tečnim helijumom kakvo nigde, ama baš ni u jednom kutku vaseljene, ne postoji: do 270 Celzijusovih stepeni ispod nule (1,8 Kelvinovih), što je veoma blizu apsolutne nule.

Kakva se to igra „svetlosti i senki” priprema u podzemlju?

U svemoćnoj „krckalici čestica” ubrzavaju se snopovi protona gotovo do svetlosne brzine, poslednje poznate i priznate granice;svaki će projuriti 11.245 puta u sekundi pre nego što se strahovito ne sudare! A potom se proučavaju otisci u nadi da će se stići do poslednjeg, krajnjeg i nedeljivog, od kojeg sve satkano, do a-tomosa kako ga je pre dve i po hiljade godina nazvao Demokrit iz Abdere.

Bude li dovoljno energije, nastaće nove čestice jer energija i materija – prema slavnoj jednačini Alberta Ajnštajna (E=mc2) – prelaze jedna u drugu.

Većina ubrzivača i sudarača nije toliko velika i neobična, televizor u svakom domu je to isto u malom (elektrone ispušta zagrejana žica, ubrzava ih električno polje, usmerava magnetsko, a otkrivaju se – detektuju kad pogode ekran).

Vremenska mašina
Pod zemljom su četiri akceleratora u nizu, tri odranije: čestice kreću iz najmanjeg i ubrzavajući se prelaze u sve veće, a na kraju stižu u najveći – „Veliki hadronski sudarač”.U grubim crtama, on je sastavljen od podzemnog koluta s dve cevi, u kojima se ubrzavaju „reke protona” u suprotnim smerovima, svaki energije do sedam teravatelektronvolti (što je sledeći korak), i četiri detektora u kojima se posmatraju sudari. Snažnim magnetima (indukcija do osam tesla), postavljenim sa strane, mlazevi čestica se savijaju da bi opstrujavali kružnim tokom. Na mestima sudara njihova energija se udvostručuje.
Svaki proton dostiže maltene svetlosnu brzinu, a u tački „bliskog susreta” temperatura dostiže deset hiljada milijardi Celzijusovih stepeni i više. Stoga se magneti neprekidno hlade tečnim helijumom. S razlogom se pretpostavaa da će to biti najhladnije mesto u svekolikom kosmosu.

Akceleratori su, ako niste znali,i svojevrsni džinovski mikroskopi u kojima se kroz detektore – naše elektronske oči – zaviruje u sastav subatomskih čestica, toliko stisnutim da razmaci među njima ne prelaze milioniti deomilijarditog delića metra ili jedan femptometar. Očekuje se da „Veliki razbijač”, oponašajući „Veliki prasak” (Big Bang) u kojem je pre, otprilike, 13,7 milijardi godina nastao kosmos, najdublje i najdalje prodre u nepoznato. Da nas kao u neobičnoj „vremenskoj mašini” vrati u hiljaditi deo milijarditog delića sekunde posle strahotne eksplozije.

Da bi se izučavali sudari ili događaji (kako su ih krstili fizičari), koji se odigravaju takoreći u magnovenju, na četiri mesta (tri u Francuskoj i jedno u Švajcarskoj) postavljeni su detektori da snimaju (800 miliona proton-proton sučeljavanja u sekundi). Iz svakog će se slivati po deset miliona podataka! E da biste to sačuvali i obradili, svake godine potrebno je skladište od 15 petabajta (15 biliona bajtova), što bi odgovaralo stubu DVD diskova visokom tri metra!

Imajući u viduprekopavanje i proučavanje bogatog rudnika svakojakih činjenica, stručnjaci su predložili mrežu, čija bi snaga odgovarala zbiru od 100 najbržih ličnih računara. Nijedan postojeći superkompjuter nije u stanju da se uhvati u koštac s tolikim izračunavanjima.

Već posle godinu dana od podizanja snage na 14 teraelektronvolti, progonjeni Higsov bozon (nazvan prema škotskom istraživaču Piteru Higsu) trebalo bi da upadne u zgotovljenu zamku. Kada se on izmeri i izuči, razotkriće se jedna od najvećih tajni fizike i kosmologije: poreklo mase čestica.

Zamišlja se da je svekoliko kosmos ispunjen jednim poljem, Higsovim poljem, koje prožima sav vakuum i koje postoji baš svuda. Čestice pod dejstvom tog polja stiču masu, a to je masa mirovanja. Masanije unutrašnja odlika čestica, već nastaje u njenom međudelovanju (interakcija) sa okolinom. Higsovo polje daje masu predmetima na svim mestima, i to bez ikakvog usmeravanja.

Naučnici se nadaju da će hvatanjem neuhvatljivog begunca razmrsiti gordijevski čvor nedostajuće (tamne) materije i energije koje sačinjavaju maltene 96 odsto kosmosa. Sve ukazuje da postoje, ali ih još niko nije video. Još jedna velika nepoznanica, zar ne?

U poslednjoj godini „Velikog elektronsko-pozitronskog sudarača” (LEP), akceleratora-preteče, zabeležena su dva događaja za koje se veruje da bi mogli da budu tragovi Higsovog bozona.

Kosmičke ciglice
Teorija Standardni model, danas najprihvaćenija, zasniva se na tri ključne pretpostavke.

Prva, celokupna materija sačinjena je od dve grupe čestica – šest leptona i šest kvarkova. Imajući u vidu da svakoj odgovara po jedna antičestica, broj se udvostručuje – 24 osnovne ili „gradivne ciglice”.

Druga, međudejstva (interakcije) čestica, opisana matematičkim zakonima, počivaju na tri sile – slaboj, elektromagnetskoj i jakoj (gravitaciona se zanemaruje u majušnom svetu elementarnih čestica).

Treća, dejstvo ili prenošenje sila obavlja se razmenom čestica, pri čemu svakoj vrsti naboja odgovara određena čestica prenosilac (bozon).

Ostale vestiArhiva