CERN, Higgsov bozon i nova fizika

Doba bozona

OBZORTJEDNIK

Večernjeg listaSubota, 6. rujna 2008., broj 256

Dan prije 11. rujna za svijet neće biti “sudnji dan”, ali može biti

presudan ako najveći pokus u povijesti otkrije kako je sve

zapravo počelo stranica 23.

Bi li Einstein opet poželio da spali svoj prst?

dosje

nastavak na idućoj stranici

piše Miroslav Ambruš-Kiš

Nova fizika

NA PRAGU OTKRIĆA TAJNE POSTANKA

Albert Einstein napisao je 2. kolo-voza 1939. godine pismo pred-sjedniku Franklinu D. Roosevel-tu. U 25 tipkanih redaka on se zalagao da se ubrzaju i koordini-

raju nuklearna istraživanja.Vjeruje se da je to pismo pridonijelo da se razvije nuklearna bomba. O tom je pismu genijalni fizičar, kad je čuo što se dogodi-lo u Hirošimi i Nagasakiju, držeći se za gla-vu rekao svom prijatelju nobelovcu Linusu Paulingu:– Mogao bih spaliti ovaj moj prst kojim sam pisao. Taj je potpis ispod pisma možda jedi-na pogreška koju sam učinio u životu zago-varajući da se napravi atomska bomba. Ali,

možda mi se može i oprostiti jer smo svi vjerovali da Nijemci najvjerojatnije rade na njoj, a oni bi atomsku bombu upotrijebili da od sebe učine nadmoćnu rasu.Einsteinov osjećaj krivice možda je ublažilo to što je 25. ožujka 1945. još jednom pisao predsjedniku Rooseveltu. Upozorio ga je na kataklizmičko razaranje kao rezultat ako se bomba doista upotrijebi.Predsjednik Roosevelt umro je 12. travnja 1945. Prvi nuklearni pokus izveden je u srp-nju 1945. Američki avion bacio je atomsku bombu na Hirošimu 6. kolovoza 1945.Einsteinovo pismo u trenutku Roosevel-tove smrti ležalo je neotvoreno na njego-vu stolu.

nova fizika

Pučkoškolsko prirodoslovlje uči nas da je materijalni svijet sazdan od atoma, najmanjih nedjeljivih čestica tvari. Oni čine kemijske elemente s poznatim fizikalnim i kemijskim osobinama. Riječ je naslijeđena još od starogrčkih filo-zofa koji su se dovijali nagađajući o ustroju svijeta. Demokrit (460–370. pr. n. e.) je umjesto da se pri-kloni mišljenju da je svijet sazdan od vode, zraka ili vatre ustvrdio da se usitnjujući i dijeleći svaku tvar u jednom trenutku dolazi do nedje-ljive čestice, grčki a-tomos. Epikur (341–270. pr. n. e.) je tvrdio da se te čestice kreću, ali ne samo zako-nomjerno nego i na atome utječe slučajnost. Ruđer Bošković 1758. godine iznosi da je sve materija i kretanje. Koncept atoma Nielsa Bohra (1885–1962) izravno je pre-uzet od Boškovića.Potom dolaze otkrića XX. stoljeća i veliki napredak. Javnost je i danas zaleđena i zaprepaštena učinkom koji dijeljenjem atoma oslobađa energiju. Da nikada nije izumljena nuklearna bomba i da čovječan-stvo s Hirošimom i Nagasakijem

nije iskusilo snagu oslobođene energije, na nuklearnu fiziku gle-dalo bi se, posve sigurno, znatno drukčije.Kako? Teško je nagađati, ali je posve sigurno da bi na istraživa-če i istraživanja javnost gledala s mnogo manje zazora i prigušeno-ga straha.Da nije bila izumljena nuklear-na bomba, manje bismo se plaši-li nuklearnih elektrana, ali bismo se suočavali s grdnim problemom kamo smjestiti visokoradioak-tivne izotope istrošenih polu-ga nuklearnoga goriva. Što se o tome problemu danas ne pretje-ruje u javnim raspravama ima se zahvaliti vojsci: ono se najsigur-nije pohranjuje na najnesigurni-jem mjestu – u nuklearnim boj-nim glavama.Taj ožiljak na socijalnoj psihologi-ji čovječanstva na našim prostori-ma javnost još doživljava u valo-vima kaotičnoga mnijenja. Dobar je primjer što malo tko vidi veliku razliku između razloga za osniva-nje nuklearnih instituta u Vinči i “Ruđera Boškovića”. Ivan Supek

OBZOR dosje

Kad za deset godina budu lansirana tri satelita projekta LISA, bit će to prvi mjerni instrument veličine planetarne staze oko Sunca

TOMISLAV PETKOVIĆ Fizičar i filozof sa zagrebačkog FER-a za Obzor o novoj eri fizike

Dublje i dalje u jezgru atoma i svemir

Kad se 10. rujna u Ženevi pokre-ne najveći i najskuplji znanstveni instrument veliki sudarač hadro-na (LHC), može se reći da će poče-

ti nova era fizike. Nakon početka toga poku-sa u 27 kilometara dugoj kružnoj cijevi 100 metara pod zemljom i ispaljivanja prvih paketa protona koji će u suprotnim smje-rovima putovati obuzdavani magnetnim oplatama rashlađenima na 1,9º Kelvinovih stupnjeva, po čemu je to mjesto jedno od najhladnijih u svemiru, više ništa neće biti isto kao prije.Taj događaj i sve što će poslije njega uslije-diti bio je tema međunarodne ljetne škole o fizici čestica, koju je sredinom srpnja u Zuo-zu u Švicarskoj polazilo stotinjak sudioni-ka iz 23 zemlje, među njima i iz Hrvatske. Govorilo se o značenju dvaju velikih pred-stojećih međunarodnih fizikalnih pokusa i otvaranju triju novih fronta u fizici, a spoz-naje koje slijede posve sigurno će utjecati na današnje poimanje svijeta i postojanja.Prva fronta u fizici otvara se u podzem-lju na granici između Švicarske i Francu-ske onim što će zabilježiti detektori čestica poslije sudara protona ubrzanih vrlo viso-kim energijama u CERN-u, Europskom cen-tru za nuklearnu fiziku. Odatle će se rađati mnoštvo novih pojmova i brojke fizikalnih velična za posve nove pojave na kojima će se temeljiti nova pitanja – i traženje novih odgovora. Teorijski su ih fizičari već pripre-mili, ali zapravo svi čekaju kome će pokus i u kojoj mjeri dati za pravo, te hoće li biti u kontroliranim okolnostima iznenađenja i novih zagonetki. I kakvih.

Potraga za “Božjom česticom”Za to su predviđena desetljeća, a sam LHC već ima svojevrstan vozni red do 2020. godi-ne i hodogram problema koji će se na tom putu rješavati. Oko godine 2015. sam će se akcelerator bitno unaprijediti – luminoz-nost će mu se udesetorostručiti – i nastavi-ti kopati dalje i dublje u stanja tvari koja se mjere milijuntinkama milijuntinke sekun-de od trenutka velikog praska. Fizika kre-će dalje od zaokruživanja tzv. standardnog modela fizike čestica sredinom osamdesetih kada su otkriveni W i Z bozon. U tom inven-taru koji se temelji na Einsteinovim postav-kama nedostaje jedino dokaz o postojanju varljivog Higgsova bozona, “Božje čestice”, koja ima masu ali bez čestice nositelja, a postiže je tek dinamikom polja.Drugi veliki pokus prvi put spominjemo. To je projekt LISA, koji je koncipiran u Europ-skoj svemirskoj agenciji, a s punim pole-tom pridružila mu se NASA. LISA u svemiru također istražuje fenomene rane faze veli-koga praska poput LHC-a, samo što taj ure-đaj, da bi uopće mogao registrirati ono što se traži, mora biti golem poput Zemljine staze oko Sunca!Tu novu astrofiziku umjesto najsićušnijih čestica zanimaju gravitacijski valovi, gravi-toni, za čije je zamjećivanje veličina samoga planeta Zemlja isuviše sićušna, a zemaljski razmjeri kontinuiteta prostora i vremena pretijesni su za potrebna mjerenja. Tome zamršenom problemu projekt LISA prilazi hrabro jednostavnim rješenjem. Potrebna su samo tri u trokut postavljena Michelso-nova interferometra koja bi gibanjem uspo-redno sa Zemljom oko Sunca činila golemi precizni mjerni instrument. Tim su jedno-stavnim optičkim instrumentom još 1887. godine u slavnom Michelson-Morleyevu pokusu sustavom izvora svjetla i triju zrcala

od kojih je jedno poluprozirno dokazali da nije točna pretpostavka o postojanju sve-mirske pojave nevidljivog svjetlosnog ete-ra. Zahvaljujući ponajviše tom radu Albert Michelson je 1907. godine kao prvi Ame-rikanac nagrađen Nobelovom nagradom za fiziku. Uređajem na istom tom princi-pu potvrđena je utemeljenost Einsteinove posebne teorije relativnost. Kad se za deset godina lansiraju tri svemir-ska instrumenta koji će se usporedno sa Zemljinom stazom oko Sunca gibati među-sobno jednako udaljeni u obliku istostra-ničnog trokuta, svaki će satelit u sebi ima-ti slobodno lebdeću kocku iz slitine zlata i platine s bridom 40 milimetara. Ona će biti i pokusna masa i zrcalo za laserske snopo-ve. Tri će laserska satelita činiti dva Michel-sonova interferometra, a gravitoni stvoreni u faznom prijelazu vrlo ranog svemira mogli bi ostati registrirani i precizno izmjereni. Ali LISA neće samo primati i opažati gravitacij-ske valove ranoga svemira nego će se na njoj zasigurno registrirati i gravitacijski valovi koje emitiraju dvojne neutronske zvijez-de, parovi zvijezda kategorije bijelih patu-ljaka, neutronske zvijezde u kombinaciji s crnom rupom, do samih parova crnih rupa koje vrte jedna oko druge. Gravitacijske će valove biti razmjerno lako razlučiti jedan od drugoga te u svemiru pronaći njihove izvo-re. Temeljno novo u astronomskom dijelu fizičkih mjerenja projekta LISA bit će to što će se izmjeriti i odjeci velikog praska od pri-je 13,7 milijardi godina, kao i aktualni odno-si dosad neprispodobivih velikih veličina u svemiru.Treće područje nove fizike jest razotkriva-nje zagonetke kvantne gravitacije po kojoj se najsitnije čestice ne ponašaju dosljedno pravilima što važe za onaj dio svijeta koji se mnogo lakše percipira. Slabe sile nanosvi-jeta i sitnijega od njega odupiru se pravili-ma makrosvijeta mehanički preračunatima na njihov razmjer. Iako se zna sastav kvar-kova, čestica koje čine proton, a poznata su njegova masa i veličina, nejasno je zašto je

njegova gravitacijska sila im istu narav kao i gravitacija elektrona – čija je masa 1836 puta manja. A to je samo jedan od primjera “greške” koja u elektroslabim silama signa-lizira da ponešto “škripi” u ljudskom razu-mijevanju temelja postojanja.Sličnih zagonetki je sve više sa svakom novom, profinjenijom provjerom, a u ljud-skom je stremljenju Einsteinov san da se sve postojanje obuhvati jednom velikom, uje-dinjujućom teorijom. Sličnih ujedinjavanja već je bilo u fizici, poput onog velikog kora-ka kad je objedinjena teorija o elektricitetu i strujama s teorijom o magnetizmu. Stan-dardni fizikalni model temeljen na Einstei-nu danas se suočava s potrebom da se seg-ne dalje i dublje.

Novi način razmišljanjaFizičari su stoga danas suočeni s potre-bom za novim načinom razmišljanja, koji se odmiče od posve čvrstih, “utemeljenih” očekivanja. Oni moraju biti spremni i da izađu nakraj s neočekivanim. Teoretski je, na primjer, očekivano da se s velikim pra-skom stvara simetrična količina materije i antimaterije. Ali gdje je ona? Velika je ener-gija bila uložena u pokuse da se uopće doka-že da je ona moguća i stvarna, pa je nakon toga ono ranije pitanje naglašeno još snaž-nije. Ako modeli simetrije i supersimetrije ne funkcioniraju, kakav je onda ovaj svijet? A ako funkcioniraju, zagonetka je još zaku-častija.Čovjeku je danas poznato tek četiri posto sastava svemira, a ostatak je golema zago-netka. Što je zapravo fenomen danas samo označen kao “tamna energija”, a što je “tamna tvar”? To nisu samo pitanja za niza-nje novih i novih pokusa nego je to i ozbiljan filozofski problem ljudskoga shvaćanja. On se može sažeti i kao pitanje: ako dosadaš-nja metoda i pristupi ne daju zadovoljava-juće odgovore, kako onda ići dalje?Jedan od filozofskih odgovora je orijentacija prema agnostičkom eksperimentalizmu.Što agnostički eksperimentalizam znači npr. za fizičara u CERN-u? Veliki novi poku-si naznačit će posve nove karakteristič-ne spektre i razdiobe, nove karakteristične znakove u tim spektrima, a oni mogu dove-sti do bljeska novoga otkrića. Prvo je nače-lo agnostičkog eksperimentalizma uvaža-vati prepoznatljivo (ili uočljivo) te baš ono što iz toga izranja.Bez obzira na to je li ono što se uoči u skla-du s poznatim zakonima fizike i prirodoz-nanstvenoga iskustva ili nije, temeljno je da se novootkriveno ne poriče, štoviše i ne označava samo mogućim, nego se pri-zna kao postojeće. Tu više ne vrijedi Kan-tovo kritičko stajalište “o stvari po sebi”, niti stara, jednostavna i precizna formula-cija sv. Tome Akvinskoga o nužnoj “podu-darnosti između mišljenja i stvari”. Fiziča-ri danas priznaju da je priroda “mudrija od nas”, ali nam i “brzo daje odgovore” na ono što još ne znamo.

Ono za čime se u CERN-u traga u utrobi Zemlje, u svemirskim razmjerima će tragati LISA. Osluškivat će odjeke velikog praska – i mjeriti ih

Izvor: UK Science and Technology Facilities Council GN / VL

Atom

Strani, 1947

Čarobni, 1973

Dubinski, 1977

Vršni, 1994

LEPTONI KVARKOVI

Jezgra

Elektron

Jezgru čine hadroni, neutronii protoni...

...koji se sastoje od kvarkova

Temeljne podatomske čestice, sile i godine njihovih otkrića

Te čestice postojesamostalno

Elektron neutrino, 1956.

Elektron, 1897.

Donji, 1977.

Gornji, 1994. Kvarkovi jedino postoje vezani jedni uz druge

Većina je tvari na svijetu načinjena iz ovih četiriju čestica

NOSITELJI SILA

Muon neutrino, 1962.

Muon, 1937.

Gluon, 1979.

W- bozon, 1983.

W+ bozon, 1983.

Z bozon, 1983.

Foton, 1900.

Tau, 1975.Tau neutrino, 1975.

Ovih je osam čestica nastalo u trenutku velikog praska. Otkrivene su u svemirskimzrakama. Higgsov bozon tek treba otkriti da postoji

Od čega smo sazdani? Škola nas uči: od atoma, najmanjih nedjeljivih čestica tvari.I nije loše da to bude uvod u pučkoškolsku fiziku i kemiju

Ovo je košarica s poznatim vrstama čestica. Njihove su veličine i naravi vrlo različite. Neke čestice postoje samostalno, druge samo-stalno postoje ograničeno vrijeme, treće se pojave i nestaju u mili-juntinkama sekunde. Jedne su teške, druge su gotovo bez mase. Neke nose naboje, a druge su neutralne. Bozoni su sićušne česti-ce nositelji energije. U zbirci standardnoga modela fizike čestica nedostaje jedino dokaz postojanja Higgsova bozona.

INVENTURA OD ČEGA JE SASTAVLJEN MATERIJALNI SVIJET

cijeloga života nije uspio razuvje-riti tzv. javnost opće prakse da na “njegovu Ruđeru” ni izdaleka fizi-ka nije išla prema bombi.Pokus u CERN-ovu velikom suda-raču hadrona koji počinje 10. rujna zbog tih je masovnopsi-holoških ožiljaka bio laka meta fizičarima koji na sebe žele skre-nuti pozornost: sudskom su tuž-bom na havajskom sudu u ožujku zatražili da se pokus zaustavi.Mediji nisu zaostajali. Mnogo je lakše bilo institut CERN u naslo-vima opisati kao “stroj sudnje-ga dana”, nego objasniti što to ujedinjuje desetke država i tisu-će kvantnih fizičara u poletnom iščekivanju početka najvećeg fizi-kalnog pokusa u povijesti čovje-čanstva.Uzalud je profesor dr. Daniel Denegri od prvoga dana govo-rio da su to besmislice. Da su se sumnjive tvari za koju katastrofi-čari tvrde da bi iz Ženeve mogla uništiti svemir morale već negdje pojaviti ili ostaviti trag u svemi-ru u kojemu su procesi i energi-je beskrajno violentniji nego u

ženevskom akceleratoru protona.– Bili bismo sretni ako bismo u djeliću sekunde takve fenomene uspjeli zabilježiti – rekao je pro-ljetos rezignirano autoru ovog teksta.Dakako, čut će se ovih dana ponovno u medijima slične tvrdn-je, ali na njih treba računati.Lakoća kojom mediji ponekad znaju zaigrati na ljudski strah, jeftinu i sigurnu kartu, ponekad podsjeti na pornografske filmo-ve: autori i glumci nisu talentira-ni, prizori su više odvratni (a mogli bi biti lijepi), a oni bez obzira na cijenu, postižu učinak – ljudi se uzbude. Samim vjesnicima takvih vijesti možda i nije dokraja jasno: igraju se ožiljcima na kojima piše: Hirošima, Nagasaki, Hanford, Otok Tri milje i Černobilj.Tko ne razumije ama baš nijed-nu pojedinost ovoga pothvata iza kojega stoji cijelo čovječanstvo, možda je dovoljno reći da pokus u CERN-u zavređuje pozornost i udivljenje barem jednako prvom stupanju ljudske noge na površi-nu Mjeseca.

STANDARDNI MODEL je teorija u fizici elementarnih čestica koja uspješno opisuje tri od četiri temeljne interakcije između elementarnih čestica od kojih se sastoji sva poznata materija: elektromagnetizam, te jaku i slabu nuklearnu interakciju. Ne uključuje gravitaciju.

BOZON je elementarna čestica koju kvantna fizika označava kao nositelja energije. Ime je čestice po fizičaru Satyendriju Nathu Boseu koji je današnju Bose-Einstenovu statistiku uveo 1920, primijenjenu na fotone, a 1924. generalizirao je i primijenio na atome Albert Einstein.

HADRON je teška subatomska čestica na koju djeluje jaka nuklearna sila. Sastoji se od kvarkova i antikvarkova (koji su fermioni) te gluona (koji su bozoni). Tipični hadroni su proton i neutron.

MALI RJEČNIK KVANTNE FIZIKE ČESTICA

ESA

Ovo je najveći i naj-snažniji mikroskop na svijetu – kaže za uređaj dug 21 metar, promjera 16 metara

i težak ukupno 12,5 tisuća tona, smješten na dubini od sto meta-ra pod zemljom, prof. dr. Daniel Denegri dok se dizalom spušta-mo u njegovu galeriju. Mikro-skop? Naprava je mnogo snažnija i od nanoskopa kojima se skeni-raju molekularni krajolici, pa bi se mogla zvati femtoskop.Kompaktni muonski solenoid (CMS) detektor je kojim se želi zaviriti u najsitnije čestice mate-rije. Doktor Denegri već 20 godi-na živi i radi u Europskom centru za nuklearna istraživanja (CERN) zbog pokusa koji treba početi za mjesec, dva. Za to vrijeme kon-cipiran je i naporima osamde-setak zemalja svijeta na visorav-ni iznad Ženeve izgrađen aparat za najkompliciraniji i najambi-ciozniji nuklearni pokus u povi-jesti čovječanstva, Veliki sudarač hadrona (LHC).

U špilji Jamesa BondaPodzemna komora detektora CMS, ma koliko si netko una-prijed glavu napunio brojkama o uređaju, šokira prostranošću, a istodobno tjeskobnošću; koli-ko je tu nagurano tehnike! Špilje i šuplji vulkani ingenioznih nega-tivaca iz filmova o Jamesu Bondu u usporedbi s onim što gledamo djeluju diletantski: gradila ih je mašta pripovjedača. Ovdje svaki zavrtanj ima smisla.– Fantastično je zapravo s koli-ko su poleta sve države stale iza svojih znanstvenika još dok smo smišljali što želimo izmjeriti i kako da to učinimo – prisjeća se profesor dr. Daniel Denegri.– Ovdje nije bilo političkog nad-metanja i podvaljivanja. Jednako su nam dobrodošle platforme, ograde i stube koje su izgradi-li u brodogradilištu u Engleskoj, a podnožja jarmova detektora u Pakistanu i Kini. Projektirana su u Njemačkoj, željezo je reza-no u Sankt Peterburgu, a spojni-ce mehaničke strukture izrađene su u Češkoj. Najsuptilniji supra-

24 OBZOR

DRUŠTVO«

Kraj fizike ili kraj svijeta?

LHCb

LHCb

CMS

Švicarska

Francuska

Gra

fika:

Jel

ena

Vuk

ović

/ V

ečer

nji l

ist

CMS

17 km

ATLAS

CERN

ATLAS

ALICE

ALICE

piše i snimio Miroslav Ambruš Kiš

Prije nego što se zapečati golem uređaj u podzemlju Europskog centra za nuklearna istraživanja i počne najveći fizikalni pokus,

posjetili smo mjesto gdje se otkriva tajna postanka

provodljivi dijelovi koji mora-ju besprijekorno raditi u zrako-praznom prostoru deset puta rjeđem nego na površini Mjese-ca pri temperaturi blizu apsolut-ne ništice projektirani su i pro-totipovi su izrađeni u CERN-u. Sastavni dijelovi proizvedeni su u Francuskoj, Njemačkoj, Italiji, Americi, Japanu... Svi koji su pri-donijeli nekim rješenjem, mate-rijalom ili tehnologijom sada već profitiraju – kaže dr. Denegri. Nimalo beznačajan doprinos je i našega Končara koji je izradio napojnice najvećega magneta na svijetu za što je dobio godiš-nje priznanje CMS-a. Pomišlja-mo i da ovoga pokusa ne bilo bez Teslinih izuma...Zanimljiva je gradnja 1500 tona teškog bakrenog cilindra hadronskog kalorimetra. Morao je biti iz masivnoga bakra. Oda-kle im toliko? Javio se kolega znanstvenik Rus koji je znao za

brdo odbačenih čahura granata za brodske topove crnomorske flote. Cilindar je lijevan u Rusi-ji, na mikronske je mjere izre-zan u Španjolskoj. Mjerne su mu elemente doradili u Ukrajini, a optičkim ga provodnicima opre-mili u SAD-u.Za slojeve kristalnog elektroka-lorimetra fizičari su znali kak-ve osobine mora imati kristal, ali postoji li takav? Jedan je fizi-čar specijalist za scintilacijske kristale znao. Kristalno staklo iz volfram-olova koje je predložio odgovaralo je, ali je bilo iznim-no rijetko – ukupno dva kubična centimetra na svijetu.

Čarobni kristaliDanas ga je, proizvedenog uglav-nom u Bogorodijsku u Rusiji i malo u Kini, u CMS ugrađeno 11 prostornih metara! U čelič-nim jarmovima detektora u obli-ku kotača promjera 17 metara

ugrađena je 71 tisuća tih prizmi iz stakla specifičnoj težine veće od čelika.CMS je samo jedna od dviju glav-nih postaja na suprotnim strana-ma 27 kilometara dugog supra-provodljivog magnetnog prstena u kojemu se pod velikim ener-gijama ubrzavaju paketi proto-na da bi se promatralo njihovo sudaranje. CMS kod sela Cessyja u Francuskoj, a detektor ATLAS u samom kampusu instituta u Meyrinu je sa švicarske strane.Goleme se energije troše da bi se paketi snopova protona suda-rali, a snažna magnetna polja detektora raspoređivala i bilježi-la putanje čestica iz takvih suda-ra. Koliko struje troše?– Naš “stari”, superprotonski sin-krotron u CERN-u kroz kružnu cijev dugu “samo” dva kilome-tra čestice nabija snagom do 450 GeV. Struje potroši koliko i cijela Ženeva. Višestruko veći i snažniji LHC, unatoč redu veličine snaž-nije energiziranim česticama, trošit će trećinu energije manje zahvaljujući novim materijalima, izolatorima i ponajprije rashlad-nim tehnologijama koje vodiče rashlađuju do supraprovodlji-vosti sa znatno manje gubitaka i velikim uštedama na električ-nim vodovima. Pazilo se na svaki cent, ali su se znanstvenici stalno dovijali tehnološkim rješenjima po kojima štednja ne bi ugrozi-la ciljeve pokusa ili kompromi-tirala ono što se ovim golemim naporom želi postići. Usput smo otkrili mnoštvo rješenja koja će, dakako, komercijalno iskorišta-vati tvrtke suradnici CERN-a.

Hoće li biti smak svijeta?Sve dogodovštine, prilike i nepri-like gradnje LHC-a i njegovih mjernih mjesta dr. Denegri medi-teranski sočno “podebljava”:– Uređaj smo počeli graditi otpri-like kad su Francuzi počeli gradi-ti nuklearni nosač aviona “Char-les de Gaulle”. Otprilike nam je pretpostavljena cijena gradnje

nastavak na idućoj stranici

Kroz sam kampus instituta CERN, blizu mjesta Meyrin koje je danas predgrađe Ženeve, provlači se švicarsko-francuska gra-nica. Tu je i kontrolna zgrada pokusa ATLAS. Na suprotnoj stra-ni vatrenoga prstena 17 kilometara zrakom, kod mjesta Cessy u Francuskoj, kontrolna je zgrada CMS-a, kompaktnog muon-skog solenoida iznad sto metara dubokog okna. Na ta dva mje-sta sudarat će se rafali ubrzanih protona koji će se ispaljivati iz manjega akceleratora. Pri punoj snazi i brzini paketi sa po mili-jardom protona izlijetat će u razmacima od 25 nanosekundi.

DVIJE METE LOVE ŠTO NASTANE U SUDARIMA

OBZOR 25ZNANOST»

Dr. Daniel Denegri (lijevo) i autor ispred završnog kola jarma detektora čestica CMS u podzemlju velikog sudarača hadrona

bila ista, a zajedno smo ga neka-ko i završili. Naravno, probili smo rokove i mi i oni, a i troškove. Mi za trećinu, a oni triput.Što je sa sigurnošću, pitamo. Ovo je ipak sam rub znanosti, a mno-go je toga “s druge strane”. Može li se nešto oteti kontroli?– Svi ugrađeni materijali temelji-to su nezavisno testirani. Oni koji nisu prošli vraćani su na doradu. Ipak, neki dan na Retoroman-skom radiju odgovarao sam na besmislena pitanja o propasti svijeta. Neki pretpostavljaju da bi ga mogao uzrokovati ovaj ure-đaj. Malo ih zna da naša akcele-ratorska cijev nije ukopana toli-ko pod zemlju zbog zaštite od zračenja, nego zato da je posta-vimo na stabilnu kamenu pod-logu koja se neće slijegati. Moglo bi biti i bitno pliće kad nam ne bi u desetinku milimetra bilo važno da članci magnetskih cijevi, koje u krug svijaju protonske snopo-ve, ostanu nepomični. Odstupa-nje može napraviti štetu jer svaki članak stoji milijun dolara!

Koliko je tužba ozbiljnaNisu li sumnjičava pitanja pota-knuta zapravo vijestima o tuž-bi koju su 22. ožujka protiv Fer-milaba i CERN-a podigli fizičari Walter Wagner i Luis Sancho tra-žeći da Nacionalna zaklada za znanost, američko Ministarstvo energije, Fermilab iz Illinoisa i CERN odmah obustave pokuse na LHC-u? Tvrde da se u uređa-ju mogu pokrenuti procesi koji mogu izazvati smak svijeta. Tra-že da se o tome javno progovo-ri. Tvrde da bi, ako se proizvedu, sićušne crne rupe mogle progu-tati svijet. A ako se proizvedu pro-toni koji se kao i poznati sastoje od gornjih i donjih kvarkova, ali u sebi sadrže i tzv. stranu tvar,

kao stabilniji od protona iz našeg materijalnoga svijeta, bi li mogli potpuno promijeniti prirodu svijeta? U ponedjeljak, 26. ožuj-ka, okružna sutkinja na Havaji-ma Helen Gillmor prihvatila je tužbeni zahtjev i proslijedila ga sucu Kevinu S. C. Changu koji je prvo ročište sazvao za 16. lip-nja. Predmet proučava havajski pomoćnik državnoga odvjetni-ka Derrick Watson koji na ročište ne bi smio doći nepripremljen... Čini se, ozbiljan pravni posao? – pitamo profesora Denegrija.– Gospodin Wagner je sličan pod-nesak imao i 1994. zbog Relativi-stičkog sudarača teških iona iz Brookhavena u Uptonu, država New York – prepoznaje “mušte-riju” dr. Denegri.Uređaj radi od 2000. godine i uz njegovu se pomoć prilično pro-drlo u dosad nepoznate osobine tvari, vremena i prostora, ali se ni izdaleka nije dogodilo ništa rizič-no, tumači dr. Denegri. U CERN-u će se doista, kao nikad u povi-jesti svemira, simulirati uvjeti koji su vladali u milijuntinki prve milijuntinke sekunde od trenut-ka stvaranja svemira, kako kažu jedni, ili početka Velikoga praska, kako kažu drugi. Prvi put umjet-no i prvi put od početaka postoja-nja prije 12 milijardi godina.– U simuliranje takvoga sta-nja ulažemo goleme energije da bismo iz sudara protona dobi-li tek nekoliko vrlo kratko živu-ćih čestica koje moraju postoja-ti jer tako kažu teorijske analize, a mi ćemo ih spremno uhvati-ti i analizirati njihovu prirodu. Nema drugoga načina da to uči-nimo, a moramo da bi znanost mogla dalje.Što je sa stranom tvari i opasnosti od monopolnih magneta, čestica koje nemaju dva pola, sjever i jug,

nego samo jedan. Sumnja se da bi one mogle započeti atome lan-čano pretvarati u neki drugi oblik tvari?– Teorijski, fizika čestice stra-ne tvari i jednopolnih magnet-nih čestica predviđa, ali nigdje u svemiru nije uočen proces koji bi upućivao da takve čestice doista i postoje. Svim drugim pozna-tim česticama ionako nas stal-no bombardira svemirsko zra-čenje. A u svemiru se događaju razmjene vrlo velikih energija i vrlo violentni procesi, razmjeri-ma neusporedivi s našim sićuš-nim pokusom. Pokusom su i one, dakako, stavljene na kušnju kao i mnoge druge, mnogo dublje. Ovim naporom znanosti želimo omogućiti da ispravne produbi, neispravne odbaci te spokojno nastavi dalje istraživati.

Higgs i crne rupeA što je s predviđenim crnim rupama fentometarskih dimen-zija? Kritičari tvrde da bi se one, izmaknu li nadzoru, počele gru-pirati i okrupnjavati te bi usisale materijalni svijet.– Jedan je od ciljeva pokusa na LHC-u da se otkrije postoji li i Higgsov bozon, pretpostavljena pojava koja ima masu, ali u nje-zinu središtu nema čestice. Bila bi velika stvar da Higgsov bozon otkrijemo i izmjerimo kako se ponaša jer bismo došli sasvim bli-zu počela tvari. Crne rupe su kao i Higgsov bozon kratkotrajuća iščezavajuća stanja. Ja bih osob-no više volio da otkrijemo male crne rupe. Sam Higgsov bozon uputio bi da postoje još sitni-je čestice i još raniji procesi koje treba istražiti, a ako bi se pojavi-le crne rupe, znali bismo da smo došli na sam kraj – rekao nam je profesor doktor Daniel Denegri.

26 OBZOR

DRUŠTVO«

Dr. Daniel Denegri, vrhunski nuklearni fizičar

Velik će uspjeh biti zabilježe li naši senzori Higgsov bozon. Ja vjerujem da bi veći uspjeh bio kad bi se otkrile male crne rupe jer bi to značilo da za fiziku daljnjeg traženja više nema

Mr. Kristina Marasović, računalna stručnjakinja iz hrvatske kolonije u CERN-u

Veliko je iskustvo surađivati na ovolikom projektu. Nevjerojatno je koliko se nas uspijeva disciplinirano držati zadataka, nitko ne zabušava i ne zataji, a projekt mimo nas napreduje svojim putem

Dr. Damir Lelas, nuklearni fizičar, član kanadske ekipe u CERN-u

Radim na ATLAS-u, ali stalno pratim što se događa s našima na CMS-u. Volio bih se poslije mnogo godina rada u stranim institutima skrasiti kao predavač u Hrvatskoj

Na Danu otvorenih vrata prošle nedjelje u CERN-u, posljednji put prije zatvaranja za javnost, bilo je 73 tisuće posjetitelja – dvaput više od očekivanja

AP PHOTO

KRAJ FIZIKE ILI KRAJ SVIJETA?

Tužitelji koji traže zaustavljanje pokusa tvrde da će se crne rupe, izmaknu li nadzoru, početi grupirati i okrupnjavati te tako usisati svijet