08.09.2008 20:39
Suur pauk maailma suurimast masinast tuleb homme
Kolmapäeva hommikul
Eesti aja järgi kell 10:30 lülitatakse sisse maailma suurim teadusaparaat –
suur hadronite ehk osakeste kiirendi või suur hadronite põrgataja (Large Hadron
Collider, LHC).
LHC on maailma ajaloo kõige suurem ja keerukam
teaduseksperiment, mille käigus kiirendatakse aatomitest väiksemaid osakesi -
prootoneid peaaegu valguse kiiruseni ning lastakse siis kokku põrgata.
Idee on taasluua olukord, mis valitses
13,7 miljardi aasta eest triljondik sekundit pärast Suurt Pauku, mil tekkisid
osakesed ja jõud, mis määravad meie universumi näo.
LHC tarbeks on Šveitsi ja
Prantsusmaa piirialasse kaevatud 27 kilomeetrit pikk tunnel, mis paikneb 100
meetri sügavusel maa all. Kolmapäeva hommikul lastakse tunnelisse prootonivool.
LHC tunnel on maailma suurim külmkapp –
supermagnetid jahutatakse temperatuurini -271 kraadi Celsiuse järgi. See on
ilmselt universumi üks külmemaid paiku.
Kümnetunnise eksperimendi käigus liigub
prootonivoog üle 10 miljardi kilomeetri – mis on umbes sama pikk tee kui
Neptuunile ja tagasi.
LHC energiatarve on ka tõeliselt märkimisväärne,
nimelt kulutab seade samapalju voolu kui terve Genfi linn ja selle ümbruskonna
kodud - 120 megavatti.
Kiirendi abil püütakse saada selgust ka aja
ja ruumi mõistesse – kas eksisteerib veel üks, aga võib olla isegi mitu
dimensiooni, mis võivad eksisteerida paralleelselt meiega.
Hiiglasliku LHC-kompleksi kallal Šveitsi ja
Prantsusmaa piirialal Genfi linna lähedal on töö kestnud pea paarkümmend
aastat, seade läks maksma 3,76 miljardit eurot (ligi 59 miljardit krooni).
Euroopa tuumauuringute keskus CERN andis projektile
heakskiidu 1994. aastal ning ehitus algas 1998. aastal.
Projekti kallal on ametis olnud 85 riigi
teadlased ning sajad ülikoolid ja teaduslaborid.
Sada tuhat korda kuumem kui Päike
Kiirendis liikuvad aatomist väiksemad osakesed tekitavad tunnelis kokku
põrgates temperatuure, mis ületavad Päikese oma 100 000-kordselt.
Füüsikute sõnul on kiirendiga koos saabumas uus
ajastu elementaarosakeste füüsikas.
Võrreldes Euroopa tuumauuringute keskuse eelmise
kiirendiga (suur elektronide-positronide põrkur) ja USAs Illinoisi osariigis
Fermilabis asuva legendaarse kiirendiga on LHC ülivõimas.
Põrkur suudab prootoneid ja ioone liigutada
energiaga 14 teraelektronvolti (teraelektronvolt = 1012 eV), see ületab
seitsmekordselt Fermilami kiirendis Tevatron saavutatud rekordi.
Eksperimendi hiiglaslike mõõtmete taha võib
jääda varju selle tegelik eesmärk: uurida üliväikesi osakesi.
Nii loodetakse leida lahendus, kuidas said
osakesed omale massi. Selleks tuleks üles leida Higgsi osake või Higgsi boson.
Esimesena asus seda osakest 1964. aastal otsima Briti füüsik Peter Higgs, kes
tuli mõttele, et peab olema mingi osake, mis annab kõigile teistele osakestele
massi.
Paljud teadlased on sel teemal pead murdnud ning
küllalt sage on arvamus, et Higgsi boson on nagu „Jumala osake“ – olemas
kõikjal, aga sealjuures tabamatu.
„Arvestades LHC mõõtmeid on tõenäosus, et see
osake avastatakse väga suur,“ ütles Prantsuse füüsik Yves Sacquin.
Osa eksperte on lootusrikkad, et põrkur toob
kaasa ka läbimurdeid supersümmeetria valdkonnas. Siin on eelduseks arvamus, et
osakeste standardmudelis on osakestel olemas ka suurema massiga teisik. Siin
peituks ka seletus viimaste aastate avastusele, et universumist vaid 4
protsenti koosneb nähtavast ainest, ülejäänu moodustavad tumeaine (23
protsenti) ja tume energia (73 protsenti).
Enne käivitamist jõudis maailma kohtutesse
ridamisi hagisid, mis püüdsid LHC käivitamist takistada. CERN oli sunnitud
tellima kampaania, mis aitas publikule selgitada, et eksperimentide käigus ei
teki ohtlikke musti auke ega kummalisi osakesi, mida mõlemad seostasid hagide
esitajad meile tuntud maailma lõpuga.
Lõpuks kinnitas spetsiaalne riskianalüüs, et
kõik hagides väljendatud kartused ei ole reaalselt võimalikud ning Prantsusmaa
tellis lisaks veel eraldi turvariskide analüüsi.
Üks on igatahes kindel – kolmapäeval
maailmalõppu ei tule, sest sel päeval osakeste põrgatamine ei alga. Esialgu
seisab ees mõned nädalad kestev töö, mille käigus testitakse aparatuuri ning
jälgitakse tööprotsesse, alles seejärel asub seade täisvõimsusel tööle.
LHC kogutud andmehulgad on tohutud ning
ilmselt kulub nädalad, võib-olla isegi aastaid enne, kui kuuleme uudiseid
uutest suurtest avastustest. Füüsikud on aga kindlad, et tänasel päeval täiesti
kaasaegsed füüsikaõpikud on juba tuleval aastal seoses LHCs tehtud töödega
igaveseks ajast ja arust.