Nauka
Rozbijanie wszechświata na drobne
Największa maszyna na świecie – akcelerator cząstek Wielki Zderzacz Hadronów powstaje na granicy francusko-szwajcarskiej. Fizycy chcą tam odkryć nieznane dotąd cegiełki materii i stworzyć miniaturowe czarne dziury
<< Zobacz obraz w pełnych rozmiarach
W badaniach będą brać udział także uczeni z Polski. Wczoraj w Warszawie z udziałem szefów CERN (Europejskiego Ośrodka Badań Jądrowych mieszczącego się w Szwajcarii i Francji) oraz polskich naukowców odbyło się sympozjum poświęcone uruchomieniu LHC – Wielkiego Zderzacza Hadronów, najdroższego urządzenia oddanego do dyspozycji fizykom, wybudowanego kosztem ponad 8 mld franków szwajcarskich.
Testy urządzenia rozpoczną się w czerwcu, a pierwsze badania odbędą się dopiero jesienią.
Naukowcy z CERN chcą odtworzyć warunki, jakie istniały we wszechświecie u jego zarania kilka milionowych ułamków sekundy po Wielkim Wybuchu.
Od pomysłu do wcielenia go w życie upłynęło prawie ćwierć wieku. Czy uda się odpowiedzieć na podstawowe pytania? Potwierdzić Model Standardowy, który opisuje trzy z czterech oddziaływań pomiędzy cząstkami elementarnymi, jedną z najważniejszych teorii współczesnej fizyki? Znaleźć nieznane dotąd cząstki? Jedna z tych cząstek to tzw. bozon Higgsa – przewidziany przez Model Standardowy. Tę cząstkę wymyślił szkocki fizyk Peter Higgs. Gdyby okazało się, że cząstka Higgsa rzeczywiście istnieje, pozwoliłoby to wytłumaczyć, dlaczego inne cząstki we wszechświecie mają masę.
– Chcemy skoncentrować się na coraz mniejszych obszarach świata, dojść do najmniejszych cegiełek, z których zbudowane są cząstki elementarne – powiedział “Rz” dr Marek Pawłowski z Instytutu Problemów Jądrowych. – Marzeniem fizyków jest wejść w głąb mikroświata, do skali 10 – 100 razy mniejszej, niż znana dotychczas. Nikt nie wie, co nas tam spotka, czy natrafimy na skarb, czy na kolejną zagadkę. Nie wiemy, czy sprawdzą się przewidywania teoretyków. Może okaże się, że w tej mikroskali istnieje coś, czego dotychczas w ogóle nie przewidzieliśmy. Może uda się wytworzyć inną od naszej materię, o której wiemy, że istnieje we wszechświecie, ale jej nie znamy? A jeżeli tak, to może w przyszłości uda się ją wykorzystać w jakiś sposób i dzięki temu zbudować urządzenia, o których do tej pory nawet pisarzom fantastyki naukowej się nie śniło? – mówi dr Pawłowski.
Pole elektryczne w podziemnym tunelu rozpędzi wiązki cząstek do prędkości bliskiej prędkości światła, a bardzo silne pole magnetyczne w potężnych magnesach poprowadzi je wzdłuż obwodu akceleratora. W czterech olbrzymich, liczących dziesiątki metrów detektorach nastąpią zderzenia cząstek ze sobą. Dla fizyków wpadanie na siebie rozpędzonych wiązek będzie niczym otwarcie okna, przez które można obserwować pierwsze chwile istnienia wszechświata.
LHC, który zastępuje starszy, mniej doskonały akcelerator LEP, zajął jego miejsce w tunelu wydrążonym wzdłuż okręgu o długości 27 km na głębokości od 50 do 175 metrów między Jeziorem Genewskim a górami Jury. Dokładnie tam, gdzie przebiega granica francusko-szwajcarska. Na całej długości okręgu będzie ok. 7 tys. nadprzewodzących magnesów.
Wewnątrz tunelu wzdłuż całego okręgu biegną dwie rury, w których w przeciwnych kierunkach będą poruszały się cząstki. Wiązka protonów rozpędzi się na grzbiecie fali elektromagnetycznej tak jak na desce surfingowej.
Prędkość, jaką osiągną protony, będzie zaledwie o 3 metry na sekundę mniejsza niż prędkość światła. Uzwojenia elektromagnesów w tunelach schładzane będą ciekłym helem do temperatury –271,3 stopni Celsjusza, tylko dwa stopnie powyżej temperatury zera absolutnego. We wnętrzu rur będzie panowała niemal idealna próżnia.
Protony (jądra atomów wodoru) będą podróżowały grupami po ok. 100 mld sztuk, tworząc paczki długości kilku centymetrów i średnicy ok 1 mm.
Przed zderzeniem paczki zostaną ściśnięte, średnica zmniejszy się do 1/3 rozmiarów ludzkiego włosa. W czterech miejscach tego gigantycznego okręgu rury będą się przecinały i pędzące cząstki będą na siebie wpadały. Tam zbudowane zostały gigantyczne detektory rejestrujące cząstki wtórne, jakie powstaną w wyniku zderzeń. Każdy z nich będzie poszukiwał innych zjawisk lub swoje poszukiwania będzie prowadził w trochę inny sposób.Największy z nich, ATLAS (A Toroidal Large Hadron Colider), kształtem przypomina cylinder i ma długość 46 m i średnicę 25 m.
Rekomenduj artykuł Oddano głosów:
