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 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.

• Tweet