Big Bang u mini formatu

U toku su završne pripreme za najveći naučni eksperiment svih vremena: mini reprizu stvaranja sveta.

Naredne zime će početi najsenzacionalniji, najskuplji i najambiciozniji test koji treba da dokaže ili opovrgne postojanje Higsovih bosona.
Higgs-vi bosoni su dosad samo teoretizirane subatomske čestice koje daju masu i težinu materiji prema standardnoj teoriji nuklearne fizike. Prema toj teoriji, i ukratko, kvark je elementarni nosilac energetskog impulsa. Gluoni su mediatori energije koji ujedinjuju više kvarka u jači energetski impuls. Ali sve je to još uvek samo energija. Da bi se ovi energetski impulsi pretvorili u materiju potrebni su bosoni. Bosoni su cement koji pretvara quark (jedinice energetskog impulsa) u materiju.

Ove čestice (gluoni, bosoni) se osamostaljuju samo u izvanrednim uslovima: onim koji su postojali u frakcijama sekunde posle Big Banga.

Eto suštine eksperimenta: ponoviti Big Bang u laboratorijskom formatu i dokazati poreklo materije.

Reprodukcija fizičkih uslova primordijalnog haosa zahtevala je ogromna kapitalna ulaganja u kojima je učestvovalo 20 zemalja Evrope i SAD. Nosilac projekta je CERN (Evropski centar za nuklearna istraživanja) u Ženevi u saradnji sa univerzitetima iz celog sveta.

CERN se nalazi na samoj švajcarsko-francuskoj granici. To je veliki grad - laboratorija, ograđen i zaštićen od neovlašćenih ulaza, sa sopstvenim registarskim tablicama, hotelom za smeštaj naučnih istraživača i apsolvenata fizike i nuklearne inženjerije iz celog sveta, sa bibliotekama, restoranima, parkovima, ulicama koje nose imena fizičara: ulica Ajnštajn, ulica Maksvel,...  Zvanični jezik CERN-a je engleski.

Već sam prilaz CERN-u je impresivan: bezbrojni elektrovodi visokog napona dovode energiju iz svih pravaca u samo srce CERN-a. Reprodukcija Big Banga zahteva ogroman energetski napon.

Unutar perimetra CERN-a i na 100 meteri dubine su strukture u kojima će biti izveden test: dva cirkularna tunela u kojima su smešteni kolizori: metalni cirkularni tuneli namenjeni razbijanju materije – protona.

U veći cirkularni tunel, čiji je obim 26 km, a prečnik 9 km, ugrađen je LHC (Large Hadron Collider) – veliki kolizor hadrona (i akcelerator). Hadroni su porodica subatomskih čestica (protona u ovom slučaju) koji će biti ubačeni u sistem iz manjeg akceleratora i koji će biti ubrzani aproksimativno do brzine svetlosti i kolizijom se (sudarima) razbiti na svoje primordijalne komponente u za nas nezamislivim fizičkim uslovima. Temperatura u momentu kolizije dostićiće nekoliko triliona stepeni Celziusa, što je oko 100.000 više od temperature koja vlada u centru našeg Sunca. Duž akceleratora/kolizora smešteno je 8.000 elektromagneta - superkonduktura čiji je zadatak da osiguraju željeno ubrzanje. Jedan primerak ovih magneta superkonduktura se nalazi izložen u parku ispred restorana CERN-a (na slici).

Duž LHC, na regularnim razmacima, smeštena su još tri velika elektromagneta supekonduktora, od kojih je najveći CMS. CMS je i najveći elektromagnet na svetu. Na rang listi elektromagneta drugi po redu se nalazi u SAD i po potencijalu je šest puta slabiji. CMS još nije ušao u pogon. On će dati početno „la“ eksperimentu. CMS se ne može zaustaviti jednostavnim isključenjem struje. Za povratak u stanje mirovanja trebaće mu tri dana. Taj podatak dobro ilustruje njegove dimenzije.

Stvaranje materije i stvaranje sveta su oduvek bile predmet čovekove znatiželje. Sve svetske religije su, svaka na svoj način, prišle problemu kosmogonije i zaključile da je Bog stvorio svet. Naučni prilaz problemu je oduvek bio ometan ili usporen strahom od gubitka religioznog autoriteta i pokornosti vernika. Sujeverni ili religiozni strah od istraživanja domena misterije stvaranja je uvek mnoge pratio: kompleks „Prvog greha“ i strah od plodova drveta samosvesti i spoznaje.

Tako i danas mnogi žele da zaustave eksperiment. Apeluju Evropskom Sudu za ljudska prava navodeći da bi jaka magnetska polja i cepanje protona mogle da proizvedu antimateriju, koja bi u roku od par godina kao crv izgrizla našu planetu. Proroci apokalipse!

Naučnici u CERN-u se osećaju sigurnim. Konačno, u probabilističkom modelu univerzuma sve je moguće, čak i ono krajnje neverovatno. U međuvremenu paničenje po medijima doprinosi popularnosti eksperimenta i širenju znanja i naučne kulture, te je dobrodošlo.

Dakle, Fiat Lux!

(Julijana Mirkov)