петак, 18.10.2019. ✝ Верски календар € Курсна листа
Последња измена 08:45

Велики лов на „Божију честицу”

Аутор: Станко Стојиљковићпетак, 05.09.2008. у 22:00
Део највећег акцелератира на свету (Фото ЦЕРН)

ФИЗИКА ЧЕСТИЦА
Дубоко под земљом научници завирују у непрегледна небеска пространства покушавајући да докуче и устројство васцелог космоса и изглед најсићушнијих тварних мрвица.

За неколико дана (10. септембар) прорадиће најчудовишнија клопка у коју би тек за две године требало да буде ухваћен најнеухватљивији бегунац. Веома тајанствено, зар не?

И није: отпочиње лов на „Божију честицу” или Хигсов бозон. Зашто је физичари упорно прогањају дуже од четири деценије? Ако открију видљив траг, а до сада је било неких назнака, доказаће, коначно, да је она извориште масе за све остале елементарне честице.

А за испуњење заветног циља науке ваљало је имати у рукама четири кеца – највећу, насложенију, најскупљу и најмногољуднију – скаламерију икад саграђену, „Велики хадронски сударач” (Large Hadron Collider). Градитељски подухват без премца је окончан, веома скупоцена машина положена у кружни прстен на дубини од сто метара. И отпочело 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 ће се игра „светлости и сенки” одигравати?

Крцкалица честица

(/slika2)У најмоћнијој „крцкалици честица”, огромном акцелатору, убрзавају се снопови протона готово до светлосне брзине, последње познате и признате границе; сваки ће пројурити 11.245 пута у секунди! Потом се проучавају трагови у нади да ће се стићи до последњег, крајњег, од којег све саткано, до а-томоса како га је пре две и по хиљаде година назвао Демокрит из Абдере.

Ако у судару има довољно енергије, настају нове јер се енергија и материја – према славној једначини Алберта Ајнштајна (Е=mc2) – претварају једна у другу. Што је енергија убрзања већа, то се дубље продиру у материју.

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).

У подземљу ЦЕРН-а (Европска организација за нуклеарна истраживања надомак Женеве) налазе се четири – ланац акцелератора: 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, и четири детектора у којима се посматрају судари. Снажним магнетима (индукција до осам тесла), постављеним са стране, млазеви честица се савијају да би струјали кружним током. На местима судара њихова енергија се удвостручује на – 14 теравата.
Сваки протон достиже малтене светлосну брзину која износи приближно 300.000 километара у секунди, а у тачки судара температура достиже десет хиљада милијарди Целзијусових степени и више. Стога се магнети непрекидно хладе течним хелијумом. Претпоставња да ће то бити најхладније место у свеколиком космосу.

Акцелератори су и својеврсни џиновски микроскопи у којима се кроз детекторе – наше електронске очи – гвири у састав субатомских честица, толико стиснутим да размаци међу њима међу не прелазе један фемтометар (билијардити део метра или 10-15). Очекује се да „Велики разбијач” који се већим делом протеже испод Француске,а мањим испод Швајцарске, опонашајући „Велики прасак” (отприлике пре 13,7 милијарди година), најдубље продре у непознато, да нас као у „временској машини” врати у билионити део секунде (10-12) након страхотне експлозије у којој је настао садашњи свемир.

Милиони података

(/slika3)Да би се проучавали судари или догађаји, како су их крстили физичари, који се дешавају такорећи у магновењу, на четири места (три у Француској и једно у Швајцарској) постављени су детектори, да снимају (800 милиона протон-протон судара у секунди). Из сваког судара сливаће се 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!

Најновије процене предвиђају да се у скорој будућности на целој планети годишње стварати неколико хиљада петабајта података, од чега ће готово један одсто отпадати на „Велики хадронски сударач”. Да би се огромни рудник свакојаких чињеница прекопао и проучио, 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 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 свеколики 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. Маса није унутрашња одлика честица, већ настаје у њеном међуделовању (интеракција) са околином. Хигсово поље даје масу предметима на свим местима, и то без икаквог усмеравања.

У последњој години „Великог електронско-позитронског сударача” (LEP), претечи недавно склопљеног, забележена су два догађаја за које се верује да би могли да буду трагови Хигсовог бозона. Нажалост, истраживања су обустављена, машина растављена, а састављен нови акцелератор (LHC) у којем ће тајанствени бегунац – како се очекује –оставити покоји отисак зато што ће се честице убрзавати до већих енергија него раније. Хигсов бозон могао би да се распада на неколико начина, у оптицају је пет.

Дотична међународна лабораторија подсећа на Вавилонску кулу, у којој се свакодневно чује десетине језика, иако се званично споразумева само на два – француском и енглеском. Смештена је у око хиљаду здања и у Швајцарској и у Француској (надземно већином у првој, а подземно углавном у другој). Окупља шест и по хиљада истраживача са 500 универзитета из осамдесетак земаља, укључујући Србију, које опслужује око три хиљаде стално запослених.

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

Космичке циглице

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

Прво, 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”.

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

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


Коментари8
67ada
Молимо вас да се у коментарима држите теме текста. Редакција Политике ONLINE задржава право да – уколико их процени као неумесне - скрати или не објави коментаре који садрже осврте на нечију личност и приватан живот, увреде на рачун аутора текста и/или чланова редакције „Политике“ као и било какву претњу, непристојан речник, говор мржње, расне и националне увреде или било какав незаконит садржај. Коментаре писане верзалом и линкове на друге сајтове не објављујемо. Политика ONLINE нема никакву обавезу образлагања одлука везаних за скраћивање коментара и њихово објављивање. Редакција не одговара за ставове читалаца изнесене у коментарима. Ваш коментар може садржати највише 1.000 појединачних карактера, и сматра се да сте слањем коментара потврдили сагласност са горе наведеним правилима.

cilm D.
@Vidan;Господине, да нисте можда истрчали са вашим констатацијама?! ....; па из тог разлога ћу покушати да Вас разуверим. Некадашњу-(ондашњу) науку сам давно и брзо "сажвакао", а такође и овдашњу, коју ви називате модерно-напредну ...; да бих "отпловио" у даље и више сфере научне мисли и разумевања универзума које ми и даје могућност ...., да и пре почетка рада ЦЕРН-а сам рекао да ће тај експеримент пропасти!, јер се заснива на научним илузорно-догматским визијама. Верујем да ће вам-(као што и сами знате!) бити довољан само један факт-(од многих), који ће вас освестити од ваше научне заблуде ....; са вашом научном илузијом коју сте чак! и потврдили математичким рачуницама?! о : ,,....тамо нечему од негде што је нешто и свашта, а можда и ништа од нечега,......; .....па из тог разлога!(унапред моје извињење ако ћу вас-или било ког научника у свету увредити, али то се искључиво односи на научну теорију), жели рећи да су такве "научне визије" одавно описане у Неуропсихијатрији! ......; међутим!, ако сте спремни за дискусију, ја сам увек ту!, да ми се јавите имејлом или посетите моју тему,-,,Филозофија или...?", коју сам поставио на више Српских форума, и у којој можда можете почети нови начин схватања и научне мисли,.... Хвала!
Vidan
Dakle, elektron i pozitron, koji nastaju prilikom procesa kreacije, nisu virtualne čestice već realni fizički objekti. Pojam virtualne čestice je nešto sasvim drugo. Dalje, elektron i pozitron uopšte ne moraju da anihiliraju već mogu da nastave svojim tokom. Anihiliraće samo onda kada dodje do kolizije što ne mora biti slučaj. Kreacija antiprotona i antineutrona je takodje moguća, a 1995 je stvoren prvi atom antivodonika. Ovde se uglavnoim misli na materiju u užem smislu, odnosno na masivne čestice. U širem smislu se pod pojmom materija može smatrati i energija. Praviliniji termini bi bili masa i antimasa. Izmedju ostalog, postoji proces gde elektron može preći u elektronski neutrino koji je čestica bez mase, uz emisiju higgsovog intermedijalnog W bozona. Upravo detekcija te čestice je i predmet ovog experimenta. Teorije nisu konačne i predvidjanja mogu biti pogrešna, a experiment se radi prvi put tako da je i njegov ishod neizvestan, jer se ne možemo oslanjati na iskustvo. Ja lično na matičnoj planeti ne bih radio takve opasne experimente. Verovatno se neće desiti ništa loše i verovatno su strahovanja neopravdana, ali je sve to samo verovatno.
Мата Лабор
@Vidan: Да, то је познат процес настајања тзв. виртуелних честица из гама-зрака (фотона) високих енергија, када настаје пар протон-позитрон, који се обично врло брзо поново анихилирају и претварају у фотон. То је јако лепо својевремено објашњавао проф. Бранко Лаловић. Слажем се са Вама да је могуће избити тај виртуелни електрон, после чега обе честице престају бити виртуелне и постају реалне. Слажем се са вама да је потребно у оваквим дискусијама дефинисати и шта је то материја. Ако постоји еквиваленција између енергије и материје (а постоји барем у оном грубом облику Е=m*с^2), онда је описани процес само промена једног облика материје у други. Међутим оно што је мени интересантно у целој причи је да се експеримент оволиког обима и оволиких новчаних средстава спроводи и поред несагласја водећих теоретских физичара данашњице у вези исхода опита.
Vidan
@Мата Лабор . Moguć je prelazak materijalnih čestica u kvante enrgije pri procesu anihilacije dok se iz energije pri procesu kreacije stavarju parovi čestica i antičestica. Dakle iz čistog vakuuma pro jakim poljima moguć je nastanak parova čestice i antičestice, odnosno ako izbijemo na pr. elektron na tom mestu će ostati nepopunjeno kvantno stanje sa pozitivnim nabojem koga je Dirak nazvao rupa a kasnije je dobio ime pozitron. Suštinsko pitanje je šta se smatra pod materijom.
kiki
У европским листовима вест о овом експерименту у Женеви изашла је на насловним страницама. У Србији нико је није ни поменуо, а ко јесте, као "Политика" нашла се у колумни коју многи ни не погледају. Докле год најчитанији чланци буду о клетвама, а вест о важном догађају у науци скрајнута, ми немамо шта да тражимо у ЕУ. Не ради се толико о томе да ми уђемо у ЕУ, него да уведемо Европу у Србију. То веома тешко иде, све док за науку издвајамо мизерни део буџета и нико и не помишља какава је то трагедија за земљу. Српски новинари троше тоне мастила на то ко је, како и зашто проклео Бориса Тадића, па онда наравно да немају времена за акцелератор у Женеви!

ПРИКАЖИ ЈОШ

Комeнтар успeшно додат!

Ваш комeнтар ћe бити видљив чим га администратор одобри.

Почетна / Спектар /

Пријавите се на нашу маилинг листу

* Обавезна поља