У сто метара укопаним ходницима, на размеђи Швајцарске и Француске, у уторак је отпочела потера за, по свему судећи, најнеухватљивијим космичким бегунцем још од постања света (и времена). Први успешан судар два млаза протона при до сада највишој енергији охрабрио је да су, можда, на ваљаном трагу. Има ли то везе с недостајућом материјом и енергијом?


Скица подземног тунела

За најзапретанијом надземаљском тајном научници трагају дубоко под земљом. У сто метара укопаним ходницима, на размеђи Швајцарске и Француске, у уторак су отпочели хајку без премца на, по свему судећи, најнеухватљивијег бегунца још од постања света (и времена).

Своју огромну и сложену клопку –„Велики хадронски сударач” (Large Hadron Collider) – укопали су на дубини од стотину метара, у огромном кружном тунелу дугачком 27 километара, у Центру за нуклеарна истраживања (ЦЕРН) надомак Женеве.

Најчудовишнија, најмоћнија и најскупља (десет милијарди долара) машина коју је човек икад смислио и склопио.

Успешно су сударили два млаза протона (делићи атомског језгра) при до сада највишој енергији од седам тераелектронволти (седам хиљада милијарди), три пута јачој него што је била претходна, што је прва назнака да су, како замишљају, на ваљаном трагу. Сваки је достигао силину од три и по тераелектронволти и брзину од 99 одсто светлосне (300.000 километара у секунди).

Судар две иглице

Као када бисте са обе обале испалили по иглицу да једном другу погодите на средини Атлантског океана, које су претходно пројуриле поменутим прстеном 5.000 пута у секунди!

Зашто су трагачи толико упорни?

Већ дуже од четири деценије траје потрага за Хигсовом или „Божијом честицом” (God particle), за коју се верује да представља „недостајућу карику” у замишљеној таписерији свеколиког космоса. Уочи ли се икакав видљив траг, а било је неких наговештаја, то би требало да буде уверљива потврда да је ова субатомска честица извориште масе за све остале које се називају основне или елементарне.

Уколико је, наравно, таква претпоставка тачна.

Али то је тек половина снаге којом је најснажнија крцкалица на свету у стању да мрви: Што је енергија убрзања већа, то се дубље продиру у материју.

За испуњење заветног циља науке ваљало је имати у рукама четири кеца – највећу, насложенију, најскупљу и најмногољуднију – скаламерију икад саграђену „Велики хадронски сударач” (LargeHadronCollider). Грандиозан гадитељски подухват је окончан, веома скупоцена машинерија је положена. И почело је хлађење течним хелијумом какво нигде, ама баш ни у једном кутку васељене, не постоји: до 270 Целзијусових степени испод нуле (1,8 Келвинових), што је веома близу апсолутне нуле.

Каква се то игра „светлости и сенки” припрема у подземљу?

У свемоћној „крцкалици честица” убрзавају се снопови протона готово до светлосне брзине, последње познате и признате границе;сваки ће пројурити 11.245 пута у секунди пре него што се страховито не сударе! А потом се проучавају отисци у нади да ће се стићи до последњег, крајњег и недељивог, од којег све саткано, до а-томоса како га је пре две и по хиљаде година назвао Демокрит из Абдере.

Буде ли довољно енергије, настаће нове честице јер енергија и материја – према славној једначини Алберта Ајнштајна (Е=mc2) – прелазе једна у другу.

Већина убрзивача и сударача није толико велика и необична, телевизор у сваком дому је то исто у малом (електроне испушта загрејана жица, убрзава их електрично поље, усмерава магнетско, а откривају се – детектују кад погоде екран).

Временска машина

Под земљом су четири акцелератора у низу, три одраније: честице крећу из најмањег и убрзавајући се прелазе у све веће, а на крају стижу у највећи – „Велики хадронски сударач”.У грубим цртама, он је састављен од подземног колута с две цеви, у којима се убрзавају „реке протона” у супротним смеровима, сваки енергије до седам теравателектронволти (што је следећи корак), и четири детектора у којима се посматрају судари. Снажним магнетима (индукција до осам тесла), постављеним са стране, млазеви честица се савијају да би опструјавали кружним током. На местима судара њихова енергија се удвостручује.
Сваки протон достиже малтене светлосну брзину, а у тачки „блиског сусрета” температура достиже десет хиљада милијарди Целзијусових степени и више. Стога се магнети непрекидно хладе течним хелијумом. С разлогом се претпоставаа да ће то бити најхладније место у свеколиком космосу.

Акцелератори су, ако нисте знали,и својеврсни џиновски микроскопи у којима се кроз детекторе – наше електронске очи – завирује у састав субатомских честица, толико стиснутим да размаци међу њима не прелазе милионити деомилијардитог делића метра или један фемптометар. Очекује се да „Велики разбијач”, опонашајући „Велики прасак” (Big Bang) у којем је пре, отприлике, 13,7 милијарди година настао космос, најдубље и најдаље продре у непознато. Да нас као у необичној „временској машини” врати у хиљадити део милијардитог делића секунде после страхотне експлозије.



Графички приказ судара Фото ЦЕРН


Да би се изучавали судари или догађаји (како су их крстили физичари), који се одигравају такорећи у магновењу, на четири места (три у Француској и једно у Швајцарској) постављени су детектори да снимају (800 милиона протон-протон сучељавања у секунди). Из сваког ће се сливати по десет милиона података! Е да бисте то сачували и обрадили, сваке године потребно је складиште од 15 петабајта (15 билиона бајтова), што би одговарало стубу DVD дискова високом три метра!

Имајући у видупрекопавање и проучавање богатог рудника свакојаких чињеница, стручњаци су предложили мрежу, чија би снага одговарала збиру од 100 најбржих личних рачунара. Ниједан постојећи суперкомпјутер није у стању да се ухвати у коштац с толиким израчунавањима.

Већ после годину дана од подизања снаге на 14 тераелектронволти, прогоњени Хигсов бозон (назван према шкотском истраживачу Питеру Хигсу) требало би да упадне у зготовљену замку. Када се он измери и изучи, разоткриће се једна од највећих тајни физике и космологије: порекло масе честица.

Замишља се да је свеколико космос испуњен једним пољем, Хигсовим пољем, које прожима сав вакуум и које постоји баш свуда. Честице под дејством тог поља стичу масу, а то је маса мировања. Масаније унутрашња одлика честица, већ настаје у њеном међуделовању (интеракција) са околином. Хигсово поље даје масу предметима на свим местима, и то без икаквог усмеравања.

Научници се надају да ће хватањем неухватљивог бегунца размрсити гордијевски чвор недостајуће (тамне) материје и енергије које сачињавају малтене 96 одсто космоса. Све указује да постоје, али их још нико није видео. Још једна велика непознаница, зар не?

У последњој години „Великог електронско-позитронског сударача” (LEP), акцелератора-претече, забележена су два догађаја за које се верује да би могли да буду трагови Хигсовог бозона.

----------------------------------------------------

Космичке циглице

Теорија Стандардни модел, данас најприхваћенија, заснива се на три кључне претпоставке.

Прва, целокупна материја сачињена је од две групе честица – шест лептона и шест кваркова. Имајући у виду да свакој одговара по једна античестица, број се удвостручује – 24 основне или „градивне циглице”.

Друга, међудејства (интеракције) честица, описана математичким законима, почивају на три силе – слабој, електромагнетској и јакој (гравитациона се занемарује у мајушном свету елементарних честица).

Трећа, дејство или преношење сила обавља се разменом честица, при чему свакој врсти набоја одговара одређена честица преносилац (бозон).



Izvor: Politika