13 grudnia 2011 naukowcy z Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych CERN zorganizowali konferencję, która dla laika wyglądała dość kuriozalnie . Od tygodnia było wiadomo, co ogłoszą - nie było niespodzianki.
- Nie mamy jeszcze dowodu. Nie jesteśmy dzisiaj w stanie niczego udowodnić. Ale mamy mocne przesłanki, że cząstka Higgsa istnieje - powiedziała Fabiola Gianotti z detektora ATLAS, jednego z głównych eksperymentów prowadzonych w ramach eksploatacji Wielkiego Zderzacza Hadronów (LHC). Nie kryjąc ekscytacji naukowcy z tego eksperymentu i z podobnego eksperymentu CMS zapowiedzieli solidarnie, że oczekiwanego odkrycia dokonają w przyszłym roku .
Oba zespoły - na podstawie zderzeń zaobserwowanych w swoich potężnych detektorach - ustaliły, że masa tzw. boskiej cząstki mieści się w przedziale 115-130 miliardów elektronowoltów (GeV). Dotychczas naukowcy nie byli pewni, czy przewidziana teoretycznie pół wieku temu cząstka rzeczywiście istnieje. Wciąż nie są pewni, ale są na dobrej drodze do rozstrzygnięcia sprawy ostatecznie. LHC, kosmiczna maszyna zakopana 100 metrów pod ziemią w kolistym tunelu mierzącym aż 27 kilometrów najprawdopodobniej dostarczy w przyszłym roku dostatecznych danych, żeby ogłosić odkrycie (i zgarnąć Nagrodę Nobla).
I co dalej?
Odkrycie brakującego fizykom bozonu było głównym celem budowy akceleratora w tunelu CERN. Maszyna po latach budowy (z opóźnieniami i przekraczaniem budżetu) ruszyła jesienią 2008 roku by wkrótce się efektownie popsuć. Pytania o pieniądze wciąż się powtarzają. Na dzisiejszej konferencji też padły: dziennikarze domagali się wyjaśnień, czy ogłoszone właśnie podejrzenia na temat bozonu Higgsa są dostatecznym uzasadnieniem grubych miliardów wpakowanych w akcelerator. (Budżet CERN to jakiś miliard franków szwajcarskich rocznie, z czego np. Polska płaci ok 3 proc.)
- Uzasadnieniem ponoszenia takich kosztów jest ta wspaniale działająca maszyna - odpowiedział z uśmiechem szef CERN dr Rolf-Dieter Heuer. - Uzasadnieniem są wspaniali ludzie którzy tu pracują.
Cóż... Trudno się dziwić naukowcom, że domagają się funduszy na badania podstawowe, które posuwają naukę do przodu i bardziej lub mniej bezpośrednio przekładają się na szybki postęp technologiczny. Ale może dość już powtarzania, że to w CERN wymyślono WWW ? Może 20 krajów pogrążonej w kryzysie Europy nie stać dziś na finansowanie laboratorium w takim zakresie?
Niestety dla przeciwników Wielkiego Zderzacza Hadronów, którzy od samego początku narzekają na koszty (i obawiają się wytworzenia pod Genewą czarnej dziury, która pochłonie Ziemię), zamknięcie LHC zupełnie się nam nie opłaca . Cała ta kosztowna maszyneria - dziesiątki kilometrów chłodzonej ciekłym helem próżni, poustawiane naokoło detektory, sprzęt komputerowy i sieć obliczeniowa z mackami światłowodów rozciągającymi się do najlepszych ośrodków akademickich na całym świecie (i oczywiście stada typowo europejskich biurokratów, którzy z wdziękiem administrują pracą naukowców i techników, a także - zabiegają o fundusze) - jeszcze się nie rozkręciła na dobre .
Co się dzieje z danymi z Wielkiego Zderzacza Hadronów?
Serio.
Akcelerator w tym roku pracował na połowie mocy. Trwa właśnie przerwa techniczna, po której do rur zostaną wpuszczone ciężkie jony, na których będą prowadzone eksperymenty poboczne. Hadrony (czyli poczciwe protony, atomy wodoru ogołocone z elektronów) zaczną ponownie krążyć w przyszłym roku - ale znów z połową przewidzianej mocy , bo właśnie tego rodzaju danych fizycy potrzebują, by "załatwić sprawę" brakującego bozonu.
A że maszynerię zaprojektowano z myślą o energiach zderzeń sięgających 14 TeV, trochę głupio by było nie sprawdzić, co się będzie wówczas działo w detektorach. Po latach w miarę sprawnego działania LHC, technicy marzą też o podkręceniu częstotliwości zderzeń.
To zaś oznacza wymianę dużej części kosztownego sprzętu. Upgrade i włączenie maszyny po raz pierwszy na pełną moc zaplanowano na rok 2014. Chociaż nie jest to pewna data - nic nie jest pewnego po dotychczasowych opóźnieniach. Wynikały one albo z problemów technicznych, albo... z problemów naukowych. W styczniu tego roku CERN ogłosił przedłużenie pracy LHC na połowie mocy właśnie dlatego, że maszyna dostarcza takich ciekawych danych.
Tymczasem, poza eksperymantami ATLAS i CMS, wokół tunelu rozstawiły się detektory kilku innych zespołów, które nie mają szans na zarejestrowanie cząstki Higgsa. Fizycy szukają tam odpowiedzi na cały szereg równie doniosłych problemów, badają między innymi antymaterię (z sukcesami). Bez takich badań, fizyka stałaby w miejscu. LHC najprawdopodobniej da jej porządnego kopa i umożliwi przełom, albo całą serię przełomów.
Pamiętacie cząstki, które niedawno być może przekroczyły prędkość światła? To jeden z zupełnie pobocznych eksperymentów, a sprawił, że ludzkość zwątpiła w Einsteina .
Bada się też w CERN rzeczy bardziej przyziemne, np. sprawdzając w kontrolowanych warunkach, jak się zachowuje ziemska atmosfera i kto ma rację w sporze o ocieplenie klimatu. Promieniowanie uzyskiwane w akceleratorze ma też szereg zastosowań w medycynie, tworzeniu nowych materiałów i niszczeniu groźnych odpadów radioaktywnych.
Nazywam LHC kosmiczną maszynerią nie tylko ze względu na te rury z próżnią zimniejszą od przestrzeni międzyplanetarnej. Sens działania laboratorium pod Genewą jest podobny do projektów kosmicznych. W dodatku całe przedsięwzięcie jest o wiele bezpieczniejsze i można je realizować bez zawracania sobie głowy wieloma absurdalnymi kłopotami Międzynarodowej Stacji Kosmicznej i innych pozaziemskich projektów.
Kosmiczność tego eksperymentu polega nie tylko na tym, że fizycy dotykają tu zjawisk nieosiągalnych "normalnie" na Ziemi, przeprowadzając małe "Wielkie Wybuchy", chwytając próbki antymaterii, tworząc maleńkie czarne dziury, maszyny czasu i obiekty, które sami naukowcy nazwali dziwadełkami.
Kosmiczność polega też na tym, że naukowcy muszą - z dużym naciskiem na słowo "muszą" - opracować mnóstwo nowych technologii, górę niedostępnej na rynku elektroniki i terabajty nowatorskiego oprogramowania. Muszą, więc - zgodnie z prawami logiki - właśnie to robią. A wszystko szybciutko przedostaje się na rynek (często w postaci darmowego Open Source i Open Hardware , bo przecież powstaje ze środków publicznych - z podatków tych ciężkich frajerów, Europejczyków).
Oczywiście eksperyment ma dość ograniczony horyzont czasowy. Za kilka lat LHC faktycznie przerobią na żyletki, ale wówczas będzie już rozrysowany następny akcelerator do wstawienia w tunel pod Genewą. Z pewnością - jeszcze droższy.
Tak przebiegają podziemne tunele akceleratorów w CERN. Największy okrąg ma 27 km fot. CERN
