Cząsteczki i wiązki w Wielkim Zderzaczu Hadronów lada dzień będą poruszać jeszcze szybciej. Przed końcem sierpnia urządzenie osiągnie połowę swojej zaplanowanej mocy. Czy ta wiadomość poruszy także sceptyków tego projektu?
Wielki Zderzacz Hadronów w ośrodku badawczym Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych CERN pod Genewą został po raz pierwszy uruchomiony przed dwoma laty - we wrześniu 2008 r. Po początkowych trudnościach, w tym poważnej awarii, która wstrzymała pracę akceleratora na wiele miesięcy, ostatecznie aparatura zaczęła działać w marcu tego roku.
Od tej pory regularnie w urządzeniu dochodzi do zderzeń cząstek -tych, stanowiących podstawowy budulec naszego świata. Badania nad procesem zderzania cząsteczek na największą skalę w historii świata ma dać odpowiedź na najbardziej nurtujące ludzkość pytania: skąd się wzięliśmy? Co stało się w bardzo wczesnych etapach istnienia wszechświata? Czy Wielki Wybuch faktycznie był początkiem naszego istnienia?
Wkrótce na pół gwizdka
- Pod koniec sierpnia zwiększymy intensywność zderzanych wiązek - zapowiada szef zespołu technicznego CERN dr Andrzej Siemko.
Wygląda to tak, że w tworzącej okrąg rurze o średnicy niespełna 10 kilometrów krążą wokół akceleratora dwie przeciwbieżne wiązki protonów, rozpędzone do energii 3,5 Teraelektronowolta (TeV). W kilku miejscach na 27-kilometrowej trasie tory wiązek przecinają się i dochodzi tam do zderzeń cząstek. Tam też zainstalowana jest aparatura pomiarowa - detektory rejestrujące efekty kolizji.
Jak wyjaśnił dr Siemko, wiązka w Zderzaczu składa się z "paczek", z których każda zawiera po ok. 100 mld protonów. Długość paczki wynosi kilka centymetrów, a jej grubość jest trzykrotnie mniejsza od grubości ludzkiego włosa. Docelowo "paczek" w każdej wiązce ma być 2808. Biorąc pod uwagę, że w ciągu sekundy każda paczka okrąża akcelerator ponad 11 tys. razy, to, kiedy akcelerator osiągnie już pełną wydajność, może dochodzić nawet do 600 milionów zderzeń na sekundę.
Liczby, które robią wrażenie
średnia podróż cząsteczek trwa średnio 10-12 godz.
najdłuższa taka badana ''podróż cząsteczek" trwała 30 godzin
kiedy akcelerator osiągnie już pełną wydajność, może dochodzić nawet do 600 milionów zderzeń cząstek na sekundę
3,5 Teraelektronowolta (TeV) - aktualna mocy akceleratora wykorzystywanego w 50 połowie
7 Teraelektronowolta (TeV)- moc maksymalna, która ma zostac osiągnięta w 2013 r
Wszystko idzie zgodnie z planem
- Jesteśmy pewni, że elektromagnesy, niezbędne do działania akceleratora, pracują doskonale, podobnie jak połączenia między nimi. Zadaniem moim i grupy, którą kieruję, jest utrzymanie tego stanu i dopilnowanie, aby wszystko pracowało możliwie bezawaryjnie - mówi dr Siemko.
Jak jednak dodaje, bezawaryjna praca tak złożonej aparatury nie jest możliwa w stu procentach. - Przy takim ogromie urządzenia i liczbie elementów, normalnym jest, że od czasu do czasu coś przestaje funkcjonować. Cały akcelerator jest skonstruowany w ten sposób, że wszystkie urządzenia krytyczne są zdublowane, więc nawet gdy coś nie działa, to jego funkcje przejmuje urządzenie zapasowe. Niemniej jednak, jeśli coś przestało działać, musi być naprawione - podkreślił fizyk.
"Rozkład jazdy" Wielkiego Zderzacza Hadronów
sierpień 2010 intensywność wiązki zostanie podwojona
2011 następnie moc LHC będzie sukcesywnie zwiększana
2012 Wielki Zderzacz Hadronów na bocznicy - pod koniec 2011 r. na kilkanaście miesięcy akcelerator zostanie wyłączony w celu konserwacji
2013 Wielki Zderzacz Hadronów ruszy z maksymalną energią ponownie na wiosnę
Cel podróży cząsteczek w LHC
LHC znajduje się w specjalnym kolistym tunelu, 100 metrów pod ziemią. Tunel ma średnicę ok. 9 km i obwód ok. 27 km.
Został zaprojektowany do poszukiwania nieodkrytych do tej pory cząstek elementarnych (wśród nich cząstki Higgsa, która miałaby wpływać na masę wszystkich innych cząstek) oraz do symulacji w mikroskali zjawisk podobnych do tych, jakie mogły zachodzić w pierwszych sekundach po Wielkim Wybuchu. Wszystko po to, aby lepiej poznać zasady, rządzące otaczającym nas światem.
Pod koniec sierpnia zwiększymy intensywność zderzanych wiązek dr Andrzej Siemko.
Wielki Zderzacz Hadronów (ang.Large Hadron Collider w skrócie LHC)jest dla przeciętnego człowieka maszyną tyleż fascynującą, co niezrozumiałą. Nieliczne informacje na temat akceleratora, które przebijają się do powszechnej świadomości, budzą u ludzi podziw i lęk, bo mowa w nich o antymaterii, mikroskopijnych czarnych dziurach czy dodatkowych wymiarach.
Nic dziwnego, że urządzenie to, tajemnicze nie tylko ze względu na swoje przeznaczenie, ale też położenie w tunelu 100 metrów pod ziemią, stało się m.in. inspiracją dla popularnej powieści sensacyjnej "Anioły i demony". Jej autor Dan Brown osnuł fabułę wokół eksperymentów prowadzonych pod Genewą po tym, jak sam odwiedził ośrodek i miał możliwość zobaczenia m.in. będącego wtedy w budowie LHC.
Kontrowersje wokół LHC
W okresie poprzedzającym pierwsze uruchomienie akceleratora pojawiły się też głosy, że doświadczenia prowadzone w LHC będą bardzo niebezpieczne, a wręcz, że zagrożą dalszemu istnieniu Ziemi. Kilka grup osób podzielających ten pogląd próbowało nawet pozwać do różnych sądów instytut CERN, domagając się zaniechania eksperymentów.
Na razie do żadnego z tych wniosków sądy się nie przychyliły, a LHC działa od marca i podobnie jak reszta Ziemi, mimo codziennych nieuniknionych usterek, ma się dobrze.
Źródło: PAP
Źródło zdjęcia głównego: TVN24