Fizika koja se dešava u Velikom sudaraču hadrona (LHC) u Švicarskoj i Francuskoj prosječnom je konzumentu medija uglavnom neshvatljiva. Upravo je to razlog koji je doveo do stvaranja mnoštva mitova, zabluda i očitih laži, kojima se pokušava uzbuniti javnost i senzacionalističkim naslovima povećati broj klikova po portalima. Većina takvih članaka namjerno zanemaruje osnovne činjenice vezane uz rad LHC-a, njegove ciljeve i potencijalne opasnosti, dovodeći javnost u zabludu i izazivajući nepotreban strah od jednog od najvećih znanstvenih eksperimenata ikada provedenih. Stoga u ovom tekstu pokušavamo objasniti i opovrgnuti neke od najčešćih mitova vezanih za eksperimente u LHC-u
LHC ne može ponoviti Veliki prasak
Teorija Velikog praska je kozmološki model svemira, koji kaže da je svemir nastao iz praiskonskih početnih uvjeta ekstremne gustoće i temperature u određenom trenutku u prošlosti (najnovija pouzdana mjerenja i izračuni sugeriraju da se to dogodilo prije otprilike 13,5 milijardi godina) te se nastavlja širiti do današnjeg dana, kao što će činiti i u budućnosti.
LHC može pokušati rekonstruirati uvjete koji su vladali u svemiru neposredno nakon Velikog praska, ali Veliki prasak neće i ne može ponoviti. On će u jednom od svojih eksperimenata nastojati postići
stanje materije nakon Velikog praska, takozvanu kvark-gluonsku plazmu. Kvark-gluonska plazma stanje je materije u kojem su osnovni građevni elementi materije slobodni, a ne međusobno povezani kao što su u uobičajenom stanju materije.
Znanstvenici se nadaju to ostvariti sudaranjem masa atoma olova pri visokim energijama, pri čemu bi mogle nastati visoke temperature kakve nisu postojale od najranijih trenutaka svemira. U tim bi se uvjetima kvarkovi i gluoni mogli međusobno odvojiti, a promatranje ponašanja takvih, pojedinačnih čestica koje još nikada eksperimentalno nisu bile razdvojene moglo bi odgovoriti na pitanja o tome zašto se one tako čvrsto drže zajedno i što elementarnim česticama daje svu masu koju imaju.
O, čekajte, temperature kakve nikad nisu postojale, kvarkovi nikada nisu razdvojeni? U veljači 2010. godine znanstvenici laboratorija u Brookhavenu, koji rade s Relativističkim sudaračem teških iona (Relativistic Heavy Ion Collider) objavili su da su u svom sudaraču stvorili temperaturu od oko 4 bilijuna stupnjeva Celzija, te da je tom prilikom nastala kvark-gluonska plazma. Niste nikad čuli za Brookhaven i RHIC? Iako su prije početka njegovog rada isti senzacionalisti upozoravali da će on uništiti Zemlju kad proradi na svom maksimumu, RHIC radi već 8 godina i proizvodi iznimno vrijedne znanstvene rezultate. I ne, nije ponovio Veliki prasak, kao što neće ni LHC.
Higgsov bozon nije 'Božja čestica'
Standardni model u fizici čestica općeniti je model koji povezuje elementarne sile i čestice kojima te sile upravljaju. To je model koji opisuje sve što čovječanstvo zna o tome kako je građen naš svemir. Svi eksperimenti u fizici čestica provedeni u posljednjih pedesetak godina, dali su rezultate koji odgovaraju pretpostavkama Standardnog modela. No, iako sveobuhvatan, neke od njegovih pretpostavki još do sada nisu eksperimentalno dokazane.
Jedna od njih je postojanje elementarne čestice i njoj pripadajućeg polja, u interakciji s kojima su sve čestice nakon Velikog praska dobile masu. Postojanje takve čestice predložili su istovremeno fizičari Peter Higgs, Robert Brout i François Englert, no belgijski su znanstvenici Higgsu morali prepustiti većinu slave za ovo otkriće. Jedan od najpoznatijih znanstvenika na svijetu vrlo rijetko istupa u javnosti, kloni se popularnosti a sam česticu naziva "bozonom koji se zove po meni". On sam nikada nije prihvatio teistički naziv "Božja čestica", koji su novinari tako spremno počeli koristiti, a javnost prihvatila.
Taj je termin prvi put upotrijebljen kao naslov popularnoznanstvene knjige "Božja čestica: Ako je svemir odgovor, što je pitanje?" Leona Ledermana, dobitnika Nobelove nagrade i jednog od najuglednijih svjetskih eksperimentalnih fizičara čestica. Anegdota kaže da je Lederman knjigu i česticu htio nazvati "ona prokleta čestica", ali se izdavač tome usprotivio i dao ovakav naziv zbog kojeg je danas znanost zasićena bedastoćama poput one da se znanstvenici igraju boga te da je LHC sotonski eksperiment.
U LHCu neće nastati crna rupa koja će proždrijeti Zemlju
Crna rupa, suprotno uvjerenju velikog dijela javnosti, nije ništa drugo doli poseban oblik zvijezde, koja je imala dovoljno veliku masu da to postane. Crne rupe postoje u svemiru oko nas, te se vrlo često gotovo ne može razlikovati radi li se o crnoj rupi ili nekoj drugoj vrsti zvijezde u kasnoj fazi životnog ciklusa, ali nitko se ne boji da će nas progutati neka neutronska zvijezda ni smeđi patuljak. Uz to, rijetko se spominje da crna rupa ne proždire svoju okolinu trenutačno, nego je potrebno strašno dugo vremena da neka materija bude usisana - da bi crna rupa uništila neku susjednu zvijezdu, najčešće joj treba više milijardi godina. Uz to, interakcija crne rupe s okolinom iznimno je energetski skup proces, u kojem se emitira ogromna količina energije, a poznato je i tzv.
Hawkingovo zračenje, proces kojim svaka crna rupa emitira određenu količinu energije, koja je obrnuto proporcionalna masi crne rupe. Dakle, što je crna rupa manja, to više zrači, a sasvim male crne rupe (tzv. mikro crne rupe), kakve bi teoretski mogle nastati unutar LHC-a, toliko zrače da bi isparile i nestale u vremenu milijunima puta manjem od jedne sekunde.
Ako pretpostavimo najgori scenarij, u kojem tijekom eksperimenta u LHC-u nastane crna rupa, ona bi prestala postojati vjerojatno brže nego što bismo mogli registrirati njen nastanak. Ako bi uspjela preskočiti to oštro i značajno ograničenje, te se takva, upravo nastala crna rupa smjesti u zemljinu jezgru (nikad nitko nije dao smisleno objašnjenje zašto bi nešto manje od promjera svakog atoma na zemlji odlučilo sjesti upravo u središte zemaljske kugle), trebalo bi joj nekoliko milijardi godina da proguta cijelu Zemlju. A naše voljeno Sunce to će napraviti mnogo ranije, sa ili bez LHC-a.
Kako ne izgledaju laboratoriji na LHCu?
Laboratoriji na LHC-u nisu prepuni čudnih ljudi s debelim naočalama koji u nekad davno bijelim kutama čekaju taj jedan suštinski trenutak sudara, u kojem će se sve tajne svemira prostrti na njihovim stolovima. Čestice u LHC-u putuju stalno, protonske zrake imaju toliku brzinu da naprave preko 10000 krugova u sekundi oko 27 km dugačke kružne cijevi sudarača. Tako nastaju stotine tisuća sudara, detektori ih mjere a računala spremaju one među njima koje se vrijedi pohraniti. Znanstvenici će desetljećima analizirati spremljene podatke, kako bi pronašli odgovore na mnoga pitanja koja se pred LHC postavljaju. Kada i ako pronađu Higgsov bozon (Stephen Hawking, najpoznatiji svjetski fizičar, kladio se u 100 američkih dolara da se to neće dogoditi) kroz posredan dokaz, sigurno to neće odmah objaviti, nego će čekati da se takav rezultat ponovi kako bi se uvjerili da su bili u pravu. Pretpostavlja se da će analiza podataka koji u LHC-u nastaju trajati desetljećima, a da dokaz o postojanju Higgsova bozona ne možemo očekivati u prvih par godina rada akceleratora.
Kad smo već kod energije, pokušavaju nas uvjeriti da su sudari koji se sad događaju u LHC-u najjači, najenergičniji, da su čestice najbrže i tome slično. To je daleko od istine, jer se svakodnevno događaju sudari kozmičkih zraka s česticama u gornjem sloju zemljine atmosfere, koji su nerijetko i tisućama puta veće energije. Uz to, na Paul Scherrer Institutu u Švicarskoj postoji akcelerator čestica koji već nekoliko godina stvara protonske snopove veće snage zračenja. A za kraj jedna fascinantna činjenica: 14 TeV, energija koju se znanstvenici nadaju postići kada LHC bude radio na maksimalnom opterećenju, iznosi oko milijardu puta manje od jedne kilokalorije. Vaš je organizam čitajući ovaj tekst potrošio stotinjak kilokalorija samo na disanje!
