Inne

"Fizyka LHC to podróż w nieznane" - stwierdził profesor Jan Królikowski z Instytutu Fizyki Doświadczalnej Uniwersytetu Warszawskiego podczas wczorajszej konferencji prasowej poświęconej startowi akceleratora. "Jesteśmy jak Krzysztof Kolumb przed odkryciem Ameryki. On wiedział, że Ziemia jest kulista, i wiózł ze sobą pewne mapy, ale nie miał pojęcia, na co natknie się podczas swojej podróży. My również nie wiemy, do czego doprowadzi nas ten projekt".

Reklama
Inne

Wielki Zderzacz Hadronów to urządzenie, które przyspiesza najmniejsze części, z jakich składa się materia, do prędkości zbliżonej do prędkości światła. W ten sposób rozpędzone drobiny uzyskują gigantyczną jak na swoje rozmiary energię. Kiedy dojdzie do ich zderzeń, w akceleratorze mogą powstać zupełnie nowe, nieznane nauce cząsteczki. Potwierdzą one (lub nie) obowiązujące obecnie teorie fizyczne. Co ciekawe, wewnątrz LHC zostanie odtworzony kosmos w ułamki sekundy po wielkim wybuchu.

>>>Przeczytaj relację naszej internautki z wizyty w CERN

"Jeśli chcemy zrozumieć, z czego składa się materia, musimy sięgnąć do samych początków" - tłumaczy DZIENNIKOWI prof. David Gross z Kavli Institute For Theoretical Physics w Santa Barbara, laureat Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki - dlatego LHC pomoże odtworzyć nam to, co działo się w pierwszych nanosekundach istnienia wszechświata.

Początek kosmosu zostanie wyprodukowany sto metrów pod ziemią na granicy Szwajcarii i Francji. Tam właśnie znajduje się ośrodek naukowcy CERN (Europejska Organizacja Badań Jądrowych), który kieruje projektem LHC. Tam też trwały dwunastoletnie prace nad akceleratorem.

Reklama

>>>Zajrzyj na stronę CERN, gdzie znajdziesz najświeższe informacje na temat eksperymentu

Co dzisiaj wydarzyło się w Wielkim Zderzaczu Hadronów? Po raz pierwszy strumień przesyłanych nim cząstek obiegł pełen obwód koła liczący 27 kilometrów. Zajęło mu to ułamki sekund. Jeszcze kilka tygodni naukowcy będą synchronizować bieg wiązek protonów, z których każda jest około dziesięć razy cieńsza niż ludzki włos. Dopiero gdy będą pewni, że absolutnie wszystko działa poprawnie, pokierują strumieniami cząstek tak, że nastąpi ich zderzenie. W zimie 2009 r. akcelerator zostanie na jakiś czas wyłączony - i dopiero potem protony pomkną nim z pełną prędkością zbliżoną do prędkości światła.

W LHC pracować będzie kilka zespołów naukowców (każdy z nich będzie składał się nawet z tysięcy ludzi). Zgromadzą się oni w tzw. detektorach cząstek - miejscach, gdzie urządzenia pomiarowe będą wychwytywać pojawiające się podczas zderzeń drobiny. Detektorów takich jest w LHC cztery. Pierwszy z nich, ATLAS, ma poszukiwać śladów nowej fizyki, włączając w to nowe wymiary. Drugi, CMS, ma pomóc wykryć tzw. cząstkę Higgsa oraz zgłębić naturę czarnej materii. LHCb postara się wyjaśnić zagadkę antymaterii, a ALICE zbada pierwotną zupę cząsteczkową, czyli składającą się z kwarków i gluonów plazmę, z której składał się na samym początku kosmos.

W eksperymentach tych wezmą udział również Polacy. "Nasz projekt ma odpowiedzieć na pytanie, jak powstał wszechświat" - mówi profesor Jan Pluta z Politechniki Warszawskiej, który uczestniczy w programie ALICE. "Na razie mamy jedynie hipotezy, takie jak ta o wielkim wybuchu. Nie wiemy jednak, jak wyglądały te pierwsze, niezwykle istotne momenty i mamy nadzieję, że ALICE pomoże nam rozwiązać tę zagadkę".

To jednak trochę potrwa. LHC ma działać nawet 10 lat, a naukowcy przewidują, że pierwsze z poszukiwanych cząstek zostaną odnalezione najwcześniej w przyszłym roku.

p

Profesor Weinberg: Może znajdziemy cząstkę ciemnej materii...

MAŁGORZATA MINTA-KOBUS: Dlaczego eksperyment LHC jest taki wyjątkowy?
PROF. STEVEN WEINBERG*:
LHC umożliwi nam pozyskanie co najmniej o rząd wielkości większej energii niż w starszych akceleratorach. Dzięki temu będziemy mieli szanse wytworzyć nowy rodzaj materii. Konkretnie chodzi o obserwację cząstek zbyt masywnych, by dało się je wyprodukować przy użyciu innego rodzaju akceleratorów. Dotychczas spekulowaliśmy tylko o ich istnieniu, teraz będziemy mieli szansę to udowodnić.

Co pana zdaniem byłoby najciekawszym odkryciem?
Być może w LHC uda się zaobserwować cząstkę zwaną bozonem Higgsa (a tak naprawdę produkty jej rozpadu - bozony W i Z). Ta cząstka jest kwantem pola, które odgrywa kluczową rolę w powszechnie uznawanej teorii oddziaływań elektromagnetycznych oraz słabych oddziaływań jądrowych. Jednak dotychczas nikt bozonu Higgsa nie widział, a więc ostatecznej pewności co do jego istnienia nie ma.

Coś jeszcze?
Prócz bozonu Higgsa istnieje możliwość odkrycia cząstek elementarnych pojawiających się i postulowanych przez inne teorie, np. teorie supersymetrii, które do tej pory były również jedynie naukowymi spekulacjami.

Czy jest możliwe, że odkrycia dokonane z pomocą LHC w jakiś dramatyczny sposób zmienią naszą wiedzę o wszechświecie?
Jest możliwe, że jedna z cząstek odkrytych w LHC okaże się cząstką ciemnej materii. Zdaniem astronomów stanowi ona większość ogółu materii znajdującej się we wszechświecie, jednak dotychczas jej nie zaobserwowano. Nie wiadomo też, jakie mogłaby mieć właściwości. Być może to właśnie pomoże nam wyjaśnić Wielki Zderzacz Hadronów.

*Prof. Steven Weinberg jest fizykiem teoretycznym, jednym z twórców Modelu Standardowego. W 1979 r. otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki. Wykłada na University of Texas.