Отпочео лов на „Божију честицу”

Убрзавани протони су јуче оптрчали први круг надомак Женеве, две беле тачкице су засијале на рачунарском екрану у 10 сати и 36 минута, што је био повод да потече шампањац. Хоће ли се научницима посрећити да једног дана угледају опипљиве трагове најнеухватљивијег бегунца на планети, од чије маленкости (или великости) зависи наше поимање свеколиког космоса.

Чувени астрофизичар Стивен Хокинг, познат по клађењу (и губљењу опклада), заложио је сто долара (70 евра) да неће пронаћи тајанствену честицу, названу Хигсов бозон (према британском физичару Питеру Хигсу), у чије хватање је уложено око осам милијарди долара и 14 година мукотрпног труда. Пре четири године морао је да намири дуг Џону Прескилу и Киту Торну, зато што је упорно понављао да из „црне рупе” – због чијег се описа прославио (са Роџером Пенроузом) – ништа није у стању да утекне.

Али ту није крај свакојаким говоркањима, чак и најзлокобнијим, да су занесени истраживачи на добром путу да униште Земљу. Месецима је у јавности подгревано нагађање да ће се ненадано појавити мајушна „црна рупа” која би све усисала. Двојица физичара, Стивен Годингс са Калифорнијског универзитета Санта Барбара, и Микеланђело Мангано из ЦЕРН-а, недавно су то оповргли у угледном часопису „Физикал ривју (ди)”. И кад би се створила, испарила би у делићу секунде!

(/slika2)Шта то научници намеравају?

У највећој „крцкалици честица” на свету, „Великом хадронском сударачу” (Large Hadron Collider), убрзаваће у супротним смеровима снопове протона готово светлосном брзином (99,99 одсто), да би у сударима дочарали првих неколико делића секунди после „Великог праска” (Big Bang), страхотне експлозије у којој је пре 13 милијарди и 700 милиона година настао космос, и пронашли отиске загонетног Хигсовог бозона.

 Подухват без премца

Ни то није довољно за веродостојан холивудски заплет, за шта се побринуо редитељ и глумац Рон Хауард, снимајући призоре у ЦЕРН-у (Европски центар за нуклеарна истраживања) за филмско остварење „Анђели и демони”. Ето нама и сумњичавог и загонетног Дена Брауна који је у истоименом шпијунском роману описао пљачку антиматерије зарад уништења великих градова. (Један грам отпустио би енергију као омања атомска фисиона бомба, а за сакупљање потребно је неколико милијарди година!). И на крају, у окакво крупно замешатељство умешали су се Срби. Зашто је, уопште, подигнута толика хајка?

Уколико се открије видљив белег, а до сада је било неких назнака, доказаће се, коначно, да је „Божија честица” извориште масе за све остале елементарне честице.

У огромном акцелератору млазеви протона вртоглаво јуре малтене светлосном брзином, последње познате и признате границе; сваки 11.245 пута у секунди! Након сударања проучавају се „догађаји”, заостали отисци, 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. Убаци ли се довољно енергије, настаће нове честице 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).

 Брзином светлости

(/slika3)У подземљу ЦЕРН-а 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 натерују „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 се савијају да би струјали савршеним кружним током. На местима сучељавања њихова енергија се удвостручује на – 14 теравата.
Сваки протон достиже малтене светлосну брзину која износи приближно 300.000 километара у секунди, а у тачки удара температура достиже десет хиљада милијарди Целзијусових степени и више. Стога се магнети непрекидно хладе течним хелијумом. Претпоставља се 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 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) после застрашујућег распрснућа у којем се зачео садашњи свемир.

Зарад проучавања судара или догађаја, 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 слиће 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 ће 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 најбржихличних рачунара.

 Српске дружине

Већ после годину дана прогоњени бегунац 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 постојања „Великог електронско-позитронског сударача” (LEP), претече 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 неухватљиви – 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.)

Очекивања су већа: бољи увид у „тамну материју”, антиматерију и могуће скривене димензије у ткању простор-времена. Стивен Хокинг се нада открићу мноштва античестица, парњака постојећим с друге стране огледала. Штогод да се одгонетне (или не одгонетне), упознаћемо подробније устројство космоса.

А какве све то везе има са Србима?

Две овдашње истраживачке дружине – једна из „Винче” (предводник др Петар Аџић), друга из Института за физику (челник др Драган Поповић) – учествују у најзамашнијем научном подухвату у људској историји.

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

Модерна Вавилонска кула

Mеђународна лабораторија (ЦЕРН) 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 које опслужује око три хиљаде стално запослених.

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

Најхладније место на свету

За испуњење заветног циља или „светог грала” науке ваљало је имати у рукама четири нај-кеца – највећу, насложенију, најскупљу и најмногољуднију – скаламерију икад саграђену. Градитељски подухват без премца је окончан, веома скупоцена машина положена у кружни прстен дужине 27 километара на дубини од сто метара. Неколико дана раније 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.