Oficjalna strona miesięcznika "Czwarty Wymiar"

Niezwykłe zjawiska

Tadeusz Oszubski Tadeusz Oszubski

Wielki Zderzacz Hadronów

Narodziny Wielkiego Zderzacza1 10 września 2008 r. o godz. 9.30, w Europejskim Centrum Badań Jądrowych pod Genewą uruchomiono największe urządzenie badawcze świata: akcelerator LHC, czyli Wielki Zderzacz Hadronów.

 

Budowa Wielkiego Zderzacza Hadronów (LHC – ang. Large Hadron Collider) trwała blisko 20 lat. Pracowało nad nim 10 tysięcy naukowców z 20 państw, także z Polski. LHC znajduje się 100 m pod ziemią, tuż przy granicy Szwajcarii z Francją, i ma kształt długiego na 27 km, kolistego tunelu o średnicy 8 km. W tym największym na świecie akceleratorze badane cząstki będą rozpędzane do prędkości zbliżonej do prędkości światła, po czym ma między nimi dochodzić do zderzeń. To co z tych kolizji wyniknie, może udzielić odpowiedzi na wiele najważniejszych pytań z dziedziny fizyki.

Początki działania LHC nie były jednak obiecujące. Wkrótce po rozpoczęciu testów akceleratora jego system komputerowy zaatakowali hakerzy.

Była to grupa z Grecji o nazwie „Greek Security Team”. Sieciowi włamywacze, na szczęście, nie wyrządzili większych szkód. Kilka dni później doszło do poważnej awarii i akcelerator wyłączono. To skutek uszkodzeń w systemie chłodzenia głównego elementu urządzenia, czyli rury o długości 27 km. Właśnie w tunelu akceleratora doszło do wielkiego wycieku helu, a przyczyną awarii była wada w łączeniu dwóch magnesów, utrzymujących wiązkę cząstek na torze.

– Największy na świecie, gigantyczny akcelerator cząstek zostanie unieruchomiony na dwa miesiące na czas naprawy – w połowie września oświadczył mediom dr James Gillies, rzecznik CERN, a kilka dni później dodał: – LHC zostanie uruchomiony wczesną wiosną przyszłego roku.

Awaria prowadzi do tak długotrwałych napraw, bo w LHC można prowadzić eksperymenty z wiązkami protonów i mieć nad tym kontrolę tylko wtedy, gdy obniży się panującą tam temperaturę zbliżoną do 0 bezwzględnego. Z kolei, aby dokonać napraw, trzeba cały sektor ogrzać do normalnych temperatur, inaczej ludzie nie mogliby nad tym pracować. Przywrócenie „ziemskiej” temperatury potrwa wiele tygodni, a nie wiadomo, ile czasu zajmą późniejsze naprawy, bo trudno zdalnie ustalić, jak wielkie szkody powstały w konstrukcji LHC.

Czy Wielki Zderzacz Hadronów uruchomiono przedwcześnie? A może to urządzenie jest zbyt futurystyczne?

Może swoją złożonością przekracza możliwości współczesnej nauki? Do tych pytań dodać trzeba plotki o możliwych i niemożliwych – według naukowców – konsekwencjach awarii LHC, włącznie ze stworzeniem kosmicznej czarnej dziury, która ma zagrozić istnieniu naszej planety.

Czy LHC to rzeczywiście porażka nauki? Można odnieść takie wrażenie, bo wytyka się wpadki, a mało mówi o pożytkach, które akcelerator ma nam przynieść. A potencjalnie korzyści są ogromne, zarówno ze względu na poszerzenie wiedzy, jak też wpływ na życie codzienne całej ludzkości.

Po pierwsze, naukowcy zaplanowali już eksperymenty, które powinny przynieść odpowiedzi na najważniejsze pytania współczesnej fizyki, np. jak zbudowany był wszechświat zaraz po Wielkim Wybuchu oraz dlaczego cząstki mają masę.

Oprócz zgromadzenia wiedzy teoretycznej, interesującej głównie uczonych, planuje się też wykorzystanie wyników eksperymentów do bardzo praktycznych celów, zarówno przemysłowych, jak i medycznych. Przykładowo, wiadomo już, że uzyskane dane wpłyną na rozwój obrazowania medycznego i przemysłowego, obróbki promieniowaniem, przyspieszą rozwój elektroniki i przyrządów pomiarowych, pomogą w tworzeniu nowych materiałów, procesów wytwarzania rozmaitych produktów, konserwacji żywności czy usuwania toksycznych odpadów.

Eksperci zakładają też, że eksperymenty prowadzone w LHC pomogą wdrożyć nową metodę, która pozwoli ekologicznie i bezpiecznie wytwarzać potężną energię.

Ta technologia została już teoretycznie opracowana.

Według tej koncepcji, autorstwa dr. Carla Rubbii, byłego dyrektora CERN i laureata przyznanej w 1984 r. Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki, akcelerator cząstek może wytwarzać neutrina do rozszczepiania jąder atomowych. W praktyce oznacza to połączenie akceleratora z reaktorem jądrowym. Jednak zamiast uranu jako paliwo jądrowe zostanie wykorzystany tor – pierwiastek dość popularny i łatwy do ekstrakcji. Jak twierdzi dr Rubbia, uzyskiwanie w ten sposób energii będzie bardzo opłacalne, a do tego, ponieważ nie jest to reakcja przebiegająca samoistnie, jak w reaktorach atomowych, będzie ją można kontrolować, co likwiduje ryzyko katastrofy, takiej jak w Czarnobylu.

Największy na świecie przyspieszacz cząstek elementarnych jest niezwykle złożoną, a przy tym gigantyczną konstrukcją. Taka aparatura powstała po raz pierwszy i praktycznie rzecz biorąc, jest testowana w ruchu, więc może tam jeszcze dojść do niejednej awarii. To trzeba wpisać w koszty projektu i nie załamywać rąk, gdy coś się zepsuje.

LHC składa się z umieszczonych w podziemnym tunelu rur, w których utrzymywana jest próżnia, z kolei rury te otacza 9 tysięcy wielkich elektromagnesów, ważących po wiele ton każdy. Ze stali użytej do ich budowy, jak obrazowo przedstawiają to twórcy akceleratora, można wykonać kopię paryskiej Wieży Eiffela.

Dane z przebiegu eksperymentów zbierają gigantyczne kompleksy detektorów, usytuowane w wydrążonych przez budowniczych ogromnych pieczarach – w każdej z nich zmieściłaby się katedra Notre-Dame. Cała ta nieprawdopodobnie wielka aparatura jest schładzana do temperatury zaledwie o 1,9 stopnia wyższej od zera absolutnego (- 273,15 stopnia Celsjusza). To tak, jakby całe to urządzenie umieszczono nie przy granicy szwajcarsko-francuskiej, ale zacumowano w przestrzeni kosmicznej przy stacji ISS.

Artykuły z tej kategorii

  • Awatar umysłu

    Podczas ostatniego pobytu w indyjskim, niegdyś upatrzonym przez hippisów Riszikesz, ku swemu kosmicznemu zdumieniu spotkałem Jaya, Amerykanina, którego po raz pierwszy widziałem lata temu w Puttaparthi. Jay – człowiek dzisiaj już niemłody, ale trzymający się ciągle świetnie – jest zafiksowany na punkcie oczyszczania ciała i najzdrowszego pod słońcem jedzenia.…

    Czytaj więcej...

  • Medytacyjny świat umysłu cz. 2

     Drzewo sefirot i energia kundalini. Według teologii kabalistycznej Bóg, powołując do istnienia świat, wypowiadał słowa. Wypowiadając słowa, tworzył istnienie za pomocą hebrajskich liter, tych samych, którymi napisana została Tora.…

    Czytaj więcej...

Oficjalna strona miesięcznika "Czwarty Wymiar", ukazującego się od 1996 roku.
Wydawca Centrum "REA" Rena Marciniak-Kosmowska - "Czwarty Wymiar" - All Rights Reserved. Wszystkie prawa zastrzeżone.
Kopiowanie i powielanie treści lub/i grafiki zawartej w tym serwisie bez zgody autora serwisu jest zabronione i chronione prawem.