Dla wielu skrót CERN nic nie mówi, a co dopiero LHC… Wczoraj – 10 września 2008 roku - w Szwajcarii, pod Genewą, w siedzibie CERNu (Europejski Ośrodek Badań Jądrowych) zostały przeprowadzone pierwsze udane próby uruchomienia największego na świecie akceleratora cząstek LHC (Large Hadron Collider). Praca nad nim trwała 20 lat. Jego mniejszy brat LEP (Wielki Zderzacz Elektronowo Pozytonowy) służył od roku 2000 i był największym, i najbardziej nowoczesnym urządzeniem tego typu aż do wczoraj.
Cała budowa trwała 20 lat. LHC to tunel o długości 27 km zataczający krąg o średnicy 9 km i zakopany 100 metrów pod ziemią. Cała inwestycja jest po to, by naukowcy mogli odtworzyć to co działo się jedną milionową sekundy po Wielkim Wybuchu, w wyniku którego powstał wszechświat. Wielki Zderzacz Hadronów (Hadron są to protony, czyli jądra wodoru) pozwoli na badanie miedzy innymi antymaterii, czarnych dziur. Dla naukowców badania, które będą mogli przeprowadzać dzięki akceleratorowi umożliwią weryfikacje teorii Higginsa, która mówi, że wokół nas znajduje się niewidzialne pole kwantowe. Fizycy mają wielką nadzieję, że dzięki badaniom odkryte zostaną cząstki supersymetryczne – nowy rodzaj materii. Według teorii fizycznie te cząstki istnieją.
Astronomowie odkryli tak zwaną ciemną materię (czarne dziury), które nie wysyłają żadnego promieniowania, ale tworzą własne pole grawitacyjne. Z lekcji fizyki wiemy, że jak coś ma swoje pole grawitacyjne to musi też mieć masę. Gdyby odkryte zostały cząstki supersymetryczne to moglibyśmy zrobić krok do zrozumienia ciemniej materii. Według naukowców materia, którą znamy, stanowi TYLKO 5 procent całej masy wszechświata.
Cała próba przepuszczenia wiązki składa się z dwóch etapów. Pierwszy etap dotyczy przeprowadzenia protonów dwukrotnie przez cały tunel zgodnie z wskazówkami zegara. Drugi etap polega na tym samym, ale jest trochę trudniejszy, ponieważ wiązka protonów jest przesyłana w drugą stronę, czyli przeciwnie do wskazówek zegara. W późniejszych próbach do LHC będą wpuszczane dwie wiązki protonów jednocześnie, ale ich kierunki będą przeciwne. W tunelu protony zostaną rozpędzone do prędkości zbliżonej do prędkości światła (300 tys. km/s), a w odpowiednim momencie skierowane na siebie. Kiedy dojdzie do zderzenia to na ułamek sekundy zapanują warunki zbliżone do momentu Wielkiego Wybuchu (powstania wszechświata).
Już na samym początku LHC zaczął odnosić sukcesy, ponieważ, jak mówi szef projektu doktor Lyn Evans, przygotowanie (uporządkowanie) protonów w odpowiednią wiązkę i przepuszczenie jej przez akcelerator (zgodnie z kierunkiem wskazówek zegara) zabrało naukowcom tylko 55 minut, a w LEP ten sam proces trwał ok. 20 godzin!!!
Wszystko trwało bardzo długo, czas płynął godzina za godziną, naukowcy oglądający rozruch maszynerii, nagle poderwali się i ogarnęła ich pełna euforia, maszyna ruszyła. Verena Kain, inżynier w Centrum Kontroli, powiedziała, że napięcie było takie jak w centrum NASA, kiedy przeprowadzono pierwsze lądowanie na Księżycu.
Jak można było się spodziewać przy tak ogromnym projekcie nie mogło wszystko pójść perfekcyjnie. Z wtorku na środę zepsuł się bardzo nowoczesny i skomplikowany system chłodzący, którego zadaniem jest schładzanie pierścieni akceleratora do temperatury -271,1 stopni Celsujsza. Wielkie elektromagnesy, które utrzymują strumień protonów mogą działać wyłącznie w temperaturze zbliżonej do absolutnego zera. Na szczęście usterkę udało się do rana naprawić, problemy w środowej próbie jednak powstały. Ze względu na potrzebę schłodzenia elektromagnesów, próba wprowadzenia wiązki w drugim kierunku (ruch przeciwny do ruchu wskazówek zegara) musiała się opóźnić.
Steve Myers, przedstawiciel Centrum Kontroli (CCC), mówił dziennikarzom po udanej próbie przeprowadzenia drugiej wiązki, że problemów trzeba było się spodziewać. W końcu trzeba zsynchronizować 2 tysiące magnesów i są to pierwsze próby użycia tych unikatowych urządzeń.
Planowane uruchomienie LHC wśród wielu osób budziło niepokój. Powstały pogłoski, że przy zderzeniu dwóch przeciwbieżnych wiązek protonów powstanie czarna dziura albo nastąpi wielki kataklizm, który zniszczy naszą planetę.
Robert Aymar na konferencji popularnonaukowej w Warszawie powiedział, że takie podejrzenia są nieuzasadnione i obraźliwe. Potwierdził również, że podczas zderzenia mogą powstawać małe czarne dziury, ale po ułamku sekund rozpadną się.
LHC to największe przedsięwzięcie tego typu i oczekiwania są bardzo duże. Niestety do pierwszych testów dojdzie najwcześniej za miesiąc kiedy cały sprzęt zostanie dokładnie skalibrowany. Po pierwszych testach dane, które zostaną zapisane na tysiącach dysków twardych będą musiały być przetworzone. Wynika z tego, że na pierwsze efekty będzie nam trzeba jeszcze długo poczekać.
Maciej Gis
Źródła: Newsweek Polska, Gazeta.pl, Onet.pl
