Otpočeo lov na „Božiju česticu”

Ubrzavani protoni su juče optrčali prvi krug nadomak Ženeve, dve bele tačkice su zasijale na računarskom ekranu u 10 sati i 36 minuta, što je bio povod da poteče šampanjac. Hoće li se naučnicima posrećiti da jednog dana ugledaju opipljive tragove najneuhvatljivijeg begunca na planeti, od čije malenkosti (ili velikosti) zavisi naše poimanje svekolikog kosmosa.

Čuveni astrofizičar Stiven Hoking, poznat po klađenju (i gubljenju opklada), založio je sto dolara (70 evra) da neće pronaći tajanstvenu česticu, nazvanu Higsov bozon (prema britanskom fizičaru Piteru Higsu), u čije hvatanje je uloženo oko osam milijardi dolara i 14 godina mukotrpnog truda. Pre četiri godine morao je da namiri dug Džonu Preskilu i Kitu Tornu, zato što je uporno ponavljao da iz „crne rupe” – zbog čijeg se opisa proslavio (sa Rodžerom Penrouzom) – ništa nije u stanju da utekne.

Ali tu nije kraj svakojakim govorkanjima, čak i najzlokobnijim, da su zaneseni istraživači na dobrom putu da unište Zemlju. Mesecima je u javnosti podgrevano nagađanje da će se nenadano pojaviti majušna „crna rupa” koja bi sve usisala. Dvojica fizičara, Stiven Godings sa Kalifornijskog univerziteta Santa Barbara, i Mikelanđelo Mangano iz CERN-a, nedavno su to opovrgli u uglednom časopisu „Fizikal rivju (di)”. I kad bi se stvorila, isparila bi u deliću sekunde!

(/slika2)Šta to naučnici nameravaju?

U najvećoj „krckalici čestica” na svetu, „Velikom hadronskom sudaraču” (Large Hadron Collider), ubrzavaće u suprotnim smerovima snopove protona gotovo svetlosnom brzinom (99,99 odsto), da bi u sudarima dočarali prvih nekoliko delića sekundi posle „Velikog praska” (Big Bang), strahotne eksplozije u kojoj je pre 13 milijardi i 700 miliona godina nastao kosmos, i pronašli otiske zagonetnog Higsovog bozona.

 Poduhvat bez premca

Ni to nije dovoljno za verodostojan holivudski zaplet, za šta se pobrinuo reditelj i glumac Ron Hauard, snimajući prizore u CERN-u (Evropski centar za nuklearna istraživanja) za filmsko ostvarenje „Anđeli i demoni”. Eto nama i sumnjičavog i zagonetnog Dena Brauna koji je u istoimenom špijunskom romanu opisao pljačku antimaterije zarad uništenja velikih gradova. (Jedan gram otpustio bi energiju kao omanja atomska fisiona bomba, a za sakupljanje potrebno je nekoliko milijardi godina!). I na kraju, u okakvo krupno zamešateljstvo umešali su se Srbi. Zašto je, uopšte, podignuta tolika hajka?

Ukoliko se otkrije vidljiv beleg, a do sada je bilo nekih naznaka, dokazaće se, konačno, da je „Božija čestica” izvorište mase za sve ostale elementarne čestice.

U ogromnom akceleratoru mlazevi protona vrtoglavo jure maltene svetlosnom brzinom, poslednje poznate i priznate granice; svaki 11.245 puta u sekundi! Nakon sudaranja proučavaju se „događaji”, zaostali otisci, u nadi da će se stići do poslednjeg, krajnjeg, od kojeg sve satkano, do a-tomosa kako ga je pre dve i po hiljade godina nazvao Demokrit iz Abdere. Ubaci li se dovoljno energije, nastaće nove čestice jer se energija i materija – prema slavnoj jednačini Alberta Ajnštajna (E=mc2) – pretvaraju jedna u drugu. Što je energija ubrzanja veća, to se dublje prodiru u materiju.

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).

 Brzinom svetlosti

(/slika3)U podzemlju CERN-a nalaze se četiri – lanac akceleratora: 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 nateruju „reke protona” u suprotnim smerovima, svaki energije do sedam teravatelektronvolti, i četiri detektora u kojima se posmatraju sudari. Snažnim magnetima (indukcija do osam tesla), postavljenim sa strane, mlazevi se savijaju da bi strujali savršenim kružnim tokom. Na mestima sučeljavanja njihova energija se udvostručuje na – 14 teravata.
Svaki proton dostiže maltene svetlosnu brzinu koja iznosi približno 300.000 kilometara u sekundi, a u tački udara temperatura dostiže deset hiljada milijardi Celzijusovih stepeni i više. Stoga se magneti neprekidno hlade tečnim helijumom. Pretpostavlja se da će to biti najhladnije mesto u svekolikom kosmosu.

Akceleratori su i svojevrsni džinovski mikroskopi u kojima se kroz detektore – naše elektronske oči – gviri u sastav subatomskih čestica, toliko stisnutim da razmaci među njima ne prelaze jedan femtometar (bilijarditi deo metra ili 10^-15). Očekuje se da „Veliki razbijač” koji se većim delom proteže ispod Francuske, a manjim ispod Švajcarske, oponašajući „Veliki prasak” (otprilike pre 13,7 milijardi godina), najdublje prodre u nepoznato, da nas kao u „vremenskoj mašini” vrati u bilioniti deo sekunde (10^-12) posle zastrašujućeg rasprsnuća u kojem se začeo sadašnji svemir.

Zarad proučavanja sudara ili događaja, kako su ih krstili fizičari, koji se dešavaju takoreći u magnovenju, na četiri mesta (tri u Francuskoj i jedno u Švajcarskoj) postavljeni su detektori da snimaju (800 miliona proton-proton sudara u sekundi). Iz svakog sudara sliće se 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!

Najnovije procene predviđaju da će se u skoroj budućnosti na celoj planeti godišnje stvarati nekoliko hiljada petabajta podataka, od čega će gotovo jedan odsto otpadati na „Veliki hadronski sudarač”. Da bi se ogromni rudnik svakojakih činjenica prekopao i proučio, stručnjaci su predložili mrežu, čija bi snaga odgovarala zbiru od 100 najbržihličnih računara.

 Srpske družine

Već posle godinu dana progonjeni begunac 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 svekoliki 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. Masa nije unutrašnja odlika čestica, već nastaje u njenom međudelovanju (interakcija) sa okolinom. Higsovo polje daje masu predmetima na svim mestima, i to bez ikakvog usmeravanja.

U poslednjoj godini postojanja „Velikog elektronsko-pozitronskog sudarača” (LEP), preteče nedavno sklopljenog, zabeležena su dva događaja za koje se veruje da bi mogli da budu tragovi Higsovog bozona. Nažalost, istraživanja su obustavljena, mašina rastavljena, a sastavljen novi akcelerator (LHC) u kojem će neuhvatljivi – kako se očekuje – ostaviti pokoji otisak zato što će se čestice ubrzavati do većih energija nego ranije. (Higsov bozon mogao bi da se raspada na nekoliko načina, u opticaju je pet.)

Očekivanja su veća: bolji uvid u „tamnu materiju”, antimateriju i moguće skrivene dimenzije u tkanju prostor-vremena. Stiven Hoking se nada otkriću mnoštva antičestica, parnjaka postojećim s druge strane ogledala. Štogod da se odgonetne (ili ne odgonetne), upoznaćemo podrobnije ustrojstvo kosmosa.

A kakve sve to veze ima sa Srbima?

Dve ovdašnje istraživačke družine – jedna iz „Vinče” (predvodnik dr Petar Adžić), druga iz Instituta za fiziku (čelnik dr Dragan Popović) – učestvuju u najzamašnijem naučnom poduhvatu u ljudskoj istoriji.

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

Moderna Vavilonska kula

Međunarodna laboratorija (CERN) podseća na Vavilonsku kulu, u kojoj se svakodnevno čuje desetine jezika, iako se zvanično sporazumeva samo na dva – francuskom i engleskom. Smeštena je u oko hiljadu zdanja i u Švajcarskoj i u Francuskoj (nadzemno većinom u prvoj, a podzemno uglavnom u drugoj). Okuplja šest i po hiljada istraživača sa 500 univerziteta iz osamdesetak zemalja koje opslužuje oko tri hiljade stalno zaposlenih.

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

Najhladnije mesto na svetu

Za ispunjenje zavetnog cilja ili „svetog grala” nauke valjalo je imati u rukama četiri naj-keca – najveću, nasloženiju, najskuplju i najmnogoljudniju – skalameriju ikad sagrađenu. Graditeljski poduhvat bez premca je okončan, veoma skupocena mašina položena u kružni prsten dužine 27 kilometara na dubini od sto metara. Nekoliko dana ranije otpočelo 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.