CERN: Sve zablude i mitovi

Fizika koja se dešava u Velikom sudaraču hadrona (LHC) u Švicarskoj i Francuskoj prosečnom je konzumentu medija uglavnom neshvatljiva. Upravo je to razlog koji je doveo do stvaranja mnoštva mitova, zabluda i očitih laži, kojima pokušava da se uzbuni javnost i senzacionalističkim naslovima poveća broj klikova po portalima.

Većina takvih članaka namerno zanemaruje osnovne činjenice vezane uz rad LHC-a, njegove ciljeve i potencijalne opasnosti, dovodeći javnost u zabludu i izazivajući nepotreban strah od jednog od najvećih naučnih eksperimenata ikada sprovedenih. Zato u ovom tekstu pokušavamo da objasnimo i opovrgnuemo neke od najčešćih mitova vezanih za eksperimente u LHC-u.

LHC ne može da ponovi Veliki prasak

Teorija Velikog praska je kosmološki model svemira, koji kaže da je svemir nastao iz praiskonskih početnih uslova ekstremne gustoće i temperature u određenom trenutku u prošlosti (najnovija pouzdana merenja i proračuni sugerišu da se to dogodilo pre otprilike 13,5 milijardi godina) te nastavlja da se širi do današnjeg dana, isto kao što će činiti i u budućnosti.

LHC može da pokuša da rekonstruiše uslove koji su vladali u svemiru neposredno nakon Velikog praska, ali se Veliki prasak neće i ne može ponoviti. On će u jednom od svojih eksperimenata nastojati da postigne stanje materije nakon Velikog praska, takozvanu kvark-gluonsku plazmu. Kvark-gluonska plazma stanje je materije u kojem su osnovni građevni elementi materije slobodni, a ne međusobno povezani kao što su u uobičajenom stanju materije.

Naučnici se nadaju da će to ostvariti sudaranjem masa atoma olova pri visokim energijama, pri čemu bi mogle nastati visoke temperature kakve nisu postojale od najranijih trenutaka svemira. U tim bi se uslovima kvarkovi i gluoni mogli međusobno odvojiti, a promatranje ponašanja takvih, pojedinačnih čestica koje još nikada eksperimentalno nisu bile razdvojene moglo bi odgovoriti na pitanja o tome zašto se one tako čvrsto drže zajedno i što elementarnim česticama daje svu masu koju imaju.

O, čekajte, temperature kakve nikad nisu postojale, kvarkovi nikada nisu razdvojeni? U februaru 2010. godine naučnici laboratorije u Brookhavenu, koji rade s Relativističkim sudaračem teških jona (Relativistic Heavy Ion Collider) objavili su da su u svom sudaraču stvorili temperaturu od oko 4 milijardi stupnjeva Celzijusa, te da je tom prilikom nastala kvark-gluonska plazma. Niste nikad čuli za Brookhaven i RHIC? Iako su pre početka njegovog rada isti senzacionalisti upozoravali da će on uništiti Zemlju kad proradi na svom maksimumu, RHIC radi već 8 godina i proizvodi veoma vredne naučne rezultate. I ne, nije ponovio Veliki prasak, kao što neće ni LHC.

Higgsov bozon nije 'Božja čestica'

Standardni model u fizici čestica opšti je model koji povezuje elementarne sile i čestice kojima te sile upravljaju. To je model koji opisuje sve što čovečanstvo zna o tome kako je građen naš svemir. Svi eksperimenti u fizici čestica sprovedeni u poslednjih pedesetak godina, dali su rezultate koji odgovaraju pretpostavkama Standardnog modela. No, iako sveobuhvatan, neke od njegovih pretpostavki još do sada nisu eksperimentalno dokazane.

Jedna od njih je postojanje elementarne čestice i njoj pripadajućeg polja, u interakciji s kojima su sve čestice nakon Velikog praska dobile masu. Postojanje takve čestice predložili su istovremeno fizičari Peter Higgs, Robert Brout i François Englert, međutim, belgijski istraživači su Higgsu morali prepustiti većinu slave za ovo otkriće. Jedan od najpoznatijih naučnika na svetu vrlo retko istupa u javnosti, kloni se popularnosti a sam česticu naziva "bozonom koji se zove po meni". On sam nikada nije prihvatio teistički naziv "Božja čestica", koji su novinari tako spremno počeli koristiti, a javnost prihvatila.

Taj je termin prvi put upotrebljen kao naslov popularnoznanstvene knjige "Božja čestica: Ako je svemir odgovor, što je pitanje?" Leona Ledermana, dobitnika Nobelove nagrade i jednog od najuglednijih svetskih eksperimentalnih fizičara čestica. Anegdota kaže da je Lederman knjigu i česticu hteo nazvati "ona prokleta čestica", ali se izdavač tome usprotivio i dao ovakav naziv zbog kojeg je danas nauka zasićena negativnim konotacijama poput one da se naučnici igraju boga te da je LHC đavolji eksperiment.

izvor

U LHCu neće nastati crna rupa koja će progutati Zemlju

Crna rupa, suprotno uverenju velikog dela javnosti, nije ništa drugo do poseban oblik zvezde, koja je imala dovoljno veliku masu da to postane. Crne rupe postoje u svemiru oko nas, pa se vrlo često gotovo ne može razlikovati radi li se o crnoj rupi ili nekoj drugoj vrsti zvezde u kasnoj fazi životnog ciklusa, ali niko se ne boji da će nas progutati neka neutronska zvezda ni smeđi patuljak. Uz to, retko se spominje da crna rupa ne proždire svoju okolinu u jednom trenutku, nego je potrebno strašno puno vremena da neka materija bude usisana - da bi crna rupa uništila neku susednu zvijezdu, najčešće joj treba više milijardi godina.

Uz to, interakcija crne rupe s okolinom izuzetno je energetski skup proces, u kojem se emitira gromna količina energije, a poznato je i tzv. Hawkingovo zračenje, proces kojim svaka crna rupa emituje određenu količinu energije, koja je obrnuto proporcionalna masi crne rupe. Dakle, što je crna rupa manja, to više zrači, a sasvim male crne rupe (tzv. mikro crne rupe), kakve bi teoretski mogle nastati unutar LHC-a, toliko zrače da bi isparile i nestale u vremenu milionima puta manjem od jedne sekunde.

Ako pretpostavimo najgori scenario, u kojem tokom eksperimenta u LHC-u nastane crna rupa, ona bi prestala da postoji verojatno brže nego što bismo mogli da registrujemo njen nastanak. Ako bi uspela da preskoči to oštro i značajno ograničenje, pa se takva, upravo nastala crna rupa smesti u zemljino jezgro (nikad niko nije dao smisleno objašnjenje zašto bi nešto manje od svakog atoma na zemlji odlučilo da se smesti upravo u središte zemaljske kugle), trebalo bi joj nekoliko milijardi godina da proguta celu Zemlju. A naše voljeno Sunce to će napraviti mnogo ranije, sa ili bez LHC-a.

Kako ne izgledaju laboratorije na LHCu?

Laboratorije na LHC-u nisu prepune čudnih ljudi s debelim naočarima koji u nekad davno belim kaputima čekaju taj jedan suštinski trenutak sudara, u kojem će se sve tajne svemira prostrti na njihovim stolovima.

Čestice u LHC-u putuju stalno, protonski zraci imaju toliku brzinu da naprave preko 10000 krugova u sekundi oko 27 km dugačke kružne cevi sudarača. Tako nastaju stotine hiljada sudara, detektori ih mere a računari spremaju one među njima koje vredi sačuvati radi daljem pručavanja. Naučnici će decenijama analizirati spremljene podatke, kako bi pronašli odgovore na mnoga pitanja koja se pred LHC postavljaju.

Kada i ako pronađu Higgsov bozon (Stephen Hawking, najpoznatiji svetski fizičar, kladio se u 100 američkih dolara da se to neće dogoditi) kroz posredan dokaz, sigurno to neće odmah objaviti, nego će čekati da se takav rezultat ponovi kako bi se uverili da su bili u pravu. Pretpostavlja se da će analiza podataka koji u LHC-u nastaju trajati jako dugo, a da dokaz o postojanju Higgsova bozona ne možemo očekivati u prvih par godina rada akceleratora.

Kad smo već kod energije, pokušavaju da nas uvere da su sudari koji se sad događaju u LHC-u najjači, najenergičniji, da su čestice najbrže i tome slično. To je daleko od istine, jer se svakodnevno događaju sudari kosmičkih zraka s česticama u gornjem sloju zemljine atmosfere, koji su neretko i hiljadama puta veće energije. Uz to, na Paul Scherrer Institutu u Švajcarskoj postoji akcelerator čestica koji već nekoliko godina stvara protonske snopove veće snage zračenja.

A za kraj jedna fascinantna činjenica: 14 TeV, energija koju se naučnici nadaju da će postići kada LHC bude radio na maksimalnom opterećenju, iznosi oko milijardu puta manje od jedne kilokalorije. Vaš je organizam čitajući ovaj tekst potrošio stotinjak kilokalorija samo na disanje!


izvor