Fizika namų šeimininkėms

vieno racionalaus fiziko blogas

Posts Tagged ‘Higgso bozonas

Ką veikia didysis kolaideris?

with 4 comments

0704008_01-A5-at-72-dpi

Kažkaip nunyko žinios apie Didįjį Hadronų Kolaiderį (DHK), ar ne? Man irgi atrodė, kad tai bus didžiausias žmonijos mokslinis eksperimentas, pradžia daug žadėjo, o po to viskas  atsidūrė kažkur naujienų skilčių užkaboriuose, kol vieną dieną informacija dingo apskritai. Pasidomėjau ir paaiškėjo, kad projekto dalyviai yra suinteresuoti, kad kolaideris visuomenėje nebūtų užmirštas.

Neseniai pasirodžiusio filmo „Angelai ir demonai“ siužete buvo įpinta CERN sukurta antimaterija. Pagrindinis herojus bando išgelbėti Vatikaną nuo sunaikinimo, kuriam įvykdyti pasitelkta CERN antimedžiaga. Tam filmo kūrėjai bendradarbiavo su CERN siekdami viską perteikti kuo tikroviškiau. Tuo tarpu mokslininkai tuo pačiu pareklamuoja DHK.

Beveik tuo pat metu kai pasirodė filmas, buvo sukurtas ir tinklapis, kuriame publikuojami straipsniai apie antimateriją, pateikiami atsakymai į dažniausiai užduodamus klausimus, patalpintos nuotraukos iš filmo herojų ir kūrėjų susitikimo su CERN. Be to, Tomas Hanks‘as, filmo pagrindinio vaidmens atlikėjas, sutiko dalyvauti antrame kolaiderio paleidime.

Vaikams irgi skirtas dėmesys. Jiems kovo mėnesį sukurtas animacinis  tinklapis „Cernland“, kur galima nukeliauti į kolaiderį, sužinoti kokiu būdu vykdomas eksperimentas, kokie greitintuvo dalių pavadinimai ir t.t. Beje, tai puiki kolaiderio veikimo parodomoji versija, kuri galėtų būti naudinga ir suaugusiems. CERN apie save pasakoja ne tik specialiuose tinklapiuose, CERN naujienlaiškyje, bet ir Twitter, Youtube.

Kolaiderio avarija, apie kurią jau rašiau anksčiau, iš tikrųjų sukėlė nemažai problemų eksperimento vykdytojams. Norėdami tiksliai sužinoti, kas tuomet įvyko, mokslininkai turėjo išardyti dalį 100 metrų gylyje esančio tunelio. Tai nebuvo taip paprasta, nes jame yra pastoviai palaikoma -271,3 laipsnių pagal Celsijų temperatūra. Norint išmontuoti pažeistą skyrių, reikėjo padidinti temperatūrą iki kambario temperatūros lygio ir tik tada imtis montavimo darbų.

Gruodžio mėnesį buvo gauti rezultatai, jog avarija, kuri buvo įvertinta 26 mln. dolerių,  įvyko dėl dviejų magnetų netinkamo kontakto. Taigi reikėjo ne tik pašalinti neigiamus padarinius, bet ir pakeisti magnetus kitais. Iš viso buvo išimti 53 magnetai.  16 iš jų, kurie nebuvo labai pažeisti, pataisyti ir įmontuoti atgal, kiti pakeisti naujais. Remontas buvo suplanuotas iki 2 mėnesių, bet vėliau prailgintas iki 6. Balandį buvo įmontuotas paskutinis naujas magnetas.

Na, bet svarbu, jog dalelių greitintuvas ne tik taisomas, bet jau kalbama ir apie būsimąjį bandymą spalio mėnesį. Tebeplanuojama atlikti protonų eksperimentą, kurio metu greitintuve susidūrus priešingomis kryptimis lekiančių protonų pluoštams, bus užfiksuotas Higgso bozonas – viena labiausiai dominančių elementariųjų dalelių. Kažkaip net nebesitiki.

Written by fizikologas

25 gegužės, 2009 at 2:27 pm

Didžiajam Sprogimui kažkas išjungė elektrą

with 2 comments

Ketvirtadienį dėl elektros tiekimo sutrikimų buvo sustabdytas didžiausias pasaulyje dalelių greitintuvas – Didysis hadronų kolaideris. DHK per dešimt dienų jau spėjo tapti ir populiauriausiu pasaulio prietaisu, ir labiausiai kritikuojamu mokslo eksperimentu. Faktas tas, kad pasaulio pabaiga rugsėjo 10 dieną neįvyko. Antras faktas – brangiausias pasaulyje fizikos mokslo žaisliukas nustojo veikti dėl banaliausios priežasties. Kas bus, jei elektra nustos tekėjusi tuomet, kai DHK dirbs didžiausia galia ir mokslininkai pradės eksperimentą, kuris vieniems atrodo vartais į rojų, kitiems – tiesiu keliu į juodąją skylę?

Juk kol kas didžiausias žmonijos istorijoje eksperimentas net neprasidėjo, nepaisant to, kad didžioji dalis lietuviškos žiniasklaidos apie tai skelbė pirmąją kolaiderio bandymų dieną (o vėliau visiškai apie tai pamiršo). Beje, pirmoji kolaiderio paleidimo diena buvo itin sklandi ir mokslininkams pavyko įgyvendinti daugiau, negu buvo planuota. Paprastai tariant, pirmąją dieną jie paleido dalelių srautą pagal laikrodžio rodyklę 27 kilometrų ilgio greitintuvo tunelio apskritimu. Po to įsidrąsino ir paleido daleles ir prieš laikrodžio rodyklę. Viskas vyko sklandžiai, po bandymo mokslininkai pasivaišino brangiu šampanu.

Tuo tarpu visa žiniasklaida rėkte rėkė apie Didįjį Sprogimą, juodąją materiją ir materijos anihiliaciją vamzdyje Šveicarijos ir Prancūzijos pasienyje. Teorijų apie eksperimento pavojų prieš tai paskleidė tiek rimtais laikomi mokslininkai, tiek visiški diletantai. Spauda pasigavo egzotiškus komentarus ir pagimdė straipsnius apie pasaulio pabaigą. Jei jūs kartais tokiais niekais tikite, tai pasaulio pabaigos reikėtų laukti ne anksčiau nei šių metų spalio 12 dieną, kai pirmąkart bus atliekamas dalelių srautų susidūrimo ekperimentas, arba, kitų metų pradžioje, kai DHK bus paleistas visu galingumu ir protonai susidūrimo momentu bus pasiekę 299 792 kilometrų per valandą greitį (jei kas nors neišjungs elektros tiekimo). O gal tuomet, kai susidūrimai stabilizuosis ir mokslininkai pradės analizuoti milžiniškus kiekius informacijos?    

Aišku tiek, kad rugsėjo 10 dieną vyko šou, kuris viso pasaulio žiniasklaidos dėka gerokai išpopuliarino taikomąjį mokslą, net jei eilinam piliečiui tokie eksperimentai vis dar atrodo tuščias lėšų švaistymas (13 milijardų dolerių už vamzdį po žeme!). Amerikiečiai juoko dėlei netgi suskaičiavo, kiek laiko užtruktų šaldytos picos pašildymas kolaideryje – ogi 30 nanosekundžių, arba 30 milijardinių sekundės dalių.

Kita vertus, koks gi tikrasis didžiausio žmonijos istorijoje mokslinio eksperimento tikslas? Paprastai kalbant, mokslininkai nori sukurti sąlygas, kurios teoriškai galėjo egzistuoti iškart po Didžiojo Sprogimo, kai gimė Visata. “Iškart” reiškia ne tą pačią dieną ar valandą, o praėjus vis milijardinėms sekundėms dalims po sprogimo. Tokia informacija mokslininkams padėtų geriau suvokti mūsų visatos prigimtį ir, žinoma, materijos sandarą. Savo ruožtu, tokios žinios fizikos mokslui reikštų tikrą proveržį daugelyje sričių.

Susidūrimo metu išskiriama energija virsta mase, tokiu būdu sukuriamos naujos dalelės, kurių paieškomis ir užsiims mokslininkai. Pirmutinė užduotis – įrodyti jog egzistuoja Higgso bozonas nes tokios dalelės buviimas pateisintų dabartinės fizikos teoriją apie masės atsiradimą. 

Užsiėmimas išties sunkus, nes norint ką nors surasti milijarduose baitų (per metus tikimąsi apdoroti 15 milionų gigabaitų) informacijos, gaunamos atliekant eksperimentą, reikės ne tik protingų galvų bet ir milžinišką informacijos masyvą gebančios apdoroti kompiuterių sistemos. Kitaip tariant, naujas daleles mokslininkai pamatys ne eksperimento metu (tai neįmanoma nei techniškai, nei fizisiškai), o analizuodami informaciją. Jokių garantijų, kad dalelės bus atrastos nėra, lygiai kaip nėra garantijų, kad tokios dalelės apskritai egzistuoja. Garsusis fizikas Stephenas Hawkingsas jau susilažino, jog Higgso bozonas nebus atrastas, nors jis beveik neabejoja, jog kolaideris padės atrasti supersimetriškas jau žinomoms dalelėms daleles, kurios taip pat kol kas egzistuoja tik teoriškai. Pasak Hawkingso, gerai jei Higgso bozonų egzistavimas nebus įrodytas, nes tai reikš jog dalelių fizikos teoriją reikės permąstyti iš naujo, o tai yra smagus užsiėmimas. Tiesa, “Visatos riešuto kevale” autorius pastatė vos 100 dolerių. Matyt, visgi prisibijo.

Kita vertus, didžioji žmonijos dalis bijo ne naujų dalelių, o vadinamosios antimedžiagos susidarymo ir juodųjų skylių atsiradimo, mat juodosiomis skylėmis grindžiami visi paistalai apie pasaulio sunaikinimą Didžiąjame kolaideryje. Kol kas nėra ko bijoti, nes iki spalio 12-osios bus derinami dalelių srautų judėjimą koreguojantys milžiniški elektromagnetai.