FIZIKA ELEMENTARNIH ČESTICA - Higsov Bozon

Јоnathan Leak, The Sunday Times, October 18, 2009
Честица коју Бог не жели да откријемо

Да ли је могуће да Велики хадронски сударач ( Large Hadron Collider, у даљем тексту LHС) самог себе из будућности саботира? Експлозије, научници ухапшени за наводни тероризам, загонетни кварови – CERN-ов LHС све више изгледа као најзлосрећнији експеримент на свету. Ради ли се тек о лошој срећи или је ипак нешто необичнo у питању?

У начелу упуштање у такву врсту разматрања је претеривање, али озбиљни научници почињу да упозоравају како је учесталост незгода и проблема у Европској организацији за нуклеарно истраживање ( Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire, у даљем тексту CERN ) представља можда нешто више од случајности. Како кажу, LHC можда из будућности саботира самог себе закривљујући време тако да настаје читав низ научних неуспеха који машину спречавају у остварењу њене намене.

Теорија се наизглед лепо уклапа у традиционално довођење у везу LHC-а са ужасним катастрофама. Најпознатије је да би акцелератор вредан 3 милијарде кад започне са радом могао да направи црну рупу способну да прогута читаву Земљу. Научници се томе слатко смеју, али овог пута њихов подсмех је утихнуо јер идеја о путовању кроз време потиче од двојице истакнутих физичара који су је подржали строгим математичким поступком. Holger Bech Nielsen из Института Нилс Бор у Копенхагену и Masao Ninomiya са Института за теоријску физику Yukawa у Kјотоу указују да би Хигсов бозон, честица за коју се физичари надају да ће бити произведена у сударачу, могао да буде [/COLOR] „од саме природе непожељан”. По Нилсену, ово значи да би будуће стварање бозона могло да се набира уназад кроз време како би било спречено било шта што га је произвело. То би, каже Нилсен, могло да буде објашњење за читав низ незгода које су задесиле LHC, од инцидената са експлозијом током његовог прављења до другог великог праска који је уследио после почетка рада. Остаје нејасно да ли у тај низ спада и недавно хапшење једног од водећих физичара због наводне повезаности са Al-Qaedom.

Нилсенова идеја личи на ону о човеку који уназад путује кроз време и убија сопственог деду. “Наша теорија указује на то да ће било која машина намењена прављењу Хигсовог бозона бити неуспешна”, рекао је. “Oво је утемељено на математици, али могли бисте то да тумачите тиме да Бог заправо мрзи Хигсову честицу и покушава да је избегне.” Његова упозорења долазе у осетљивом тренутку за CERN, кoји се налази пред својим другим покушајем да покрене LHC. Идеја је да се протони убрзају готово до брзине светлости дуж подземног кружног тока дугог 17 миља и онда изазове њихов судар. Теоријски, машина ће створити умањену копију првобитне ватрене лопте Великог праска, за коју се сматра да је обележила почетак васељене. Али ако су Нилсен и Ниномиа у праву, недавна поправка неизбежно не води никуда, као и било која потоња, све док на крају CERN од читаве идеје не одустане.

Далеко од тог да ће то бити прва бојазан у вези са LHC-ом. Током година поводом LHC-а широко се шпекулисало, био је мета протеста, као и судских налога. Ове теме су се прихватили и писци научне фантастике. У „Анђелима и демонима“ Dan Brown поставља заплет у којем се Ватикан налази под претњом уништења бомбом направљеном од антиматерије украдене из CERN-а. „Бласфемија“, роман Douglasа Prestonа, писца best-sellеra научне фантастике, осликава сличну фабулу о лудом физичару који користи честични акцелератор да комуницира са Богом. Физичар из приче је Американац, а и машина се налази у Америци, не у Швајцарској, али је асоцијација ипак јасна. И ТВ канал „Five“ је постао део ове појаве приказивањем „FlashForward“, америчке серије по истоименом роману Robertа Sawyera у којем поправка LHC-а на два минута баца у несвест читаво становништво Земље приликом чега оно доживљава визију својих личних историја 21 годину унапред. Ово искуство људима пружа могућност да своју судбину промене.

Научници обично не воле да своје идеје виде изврнуте и изобличене од стране незналица, али у скорије време многи физичари су научили да добродошлом прихвате чињеницу да LHC постаје део популарне културе. CERN чак охрабрује оне који праве филмове да LHC бесплатно користе као део филмских кулиса. Нилсен то коментарише питањем колико су његове изјаве схваћене као научна фантастика. Многи би желели да он буде отпуштен, али питање његовог положаја тесно је побезано са побијањем његове теорије на научној основи.

James Gillies, руководилац CERN-овиг одељења за комуникације, казао је да је Нилсенова идеја интереснантна теорија, али да је познато да не кореспондира са оним што се заправо дешава у стварности. Објашњава да када би Нилсенове претпоставке биле тачне, шта год да је LHC осујећивало, такође би спречило и да високо енергетски зраци погађају атмосферу. Пошто су научници директно у могућности да опазе много таквих зрака, по њему Нилсен можда није у праву. Он и остали верују да премда је идеја у извесном погледу забавна, постоји опасност да одврати пажњу од оних далеко интересантнијих којима ће се LHC бавити кад једном поново буде био пуштен у рад...

Kliknite za proširenje...

... Сматра се да Хигсов бозон, рецимо, свој осталој материји дарује масено својство, без чега гравитација не би деловала. Када би се уз помоћ LHC-а пронашла оба честица, то би отворило пут решавању осталих загонетки у погледу порекла природе и материје. Друга линија истрживања има за циљ да детектује тамну материју која, како се сматра, чини четвртину укупне масе универзума, али се састоји од врсте честица које су се до сад показале немогуће за детектовање.

Можда најинтересантнији од свих CERN-oвих планова представља истраживање додатних просторних димензија. Идеја позната као теорија струна указује на постојање много више просторних димензија од четири које опажамо. За сада остатак димензија бива скривен од нас, али сударање протона у LHC-у би могло да произведе гравитациона одступања у виду сићушних црних рупа што би указало на стварно постојање тих димензија.

Неки физичари сматрају да пошто се на опрему за испитивање ових идеја троше милијарде, нема потребе за измишљањем нових о путовању кроз време и самоосујећењу. Историја нас, међутим, учи да није мудро олако одбацивати идеје које су испрва схваћене само као научна фантастика. Историчар науке Peter Smith, аутор дела “Човек судњег дана“, поводом односа између науке и популарне културе, каже да оно што започиње као научна фантастика, често завршава у облику научних открића. “Чак и почетна идеја за атомску бомбу заправо није потекла из науке, већ из романа H. G. Wells-а „Ослобођени свет”, рекао је. “Научник 1932. Leo Szilard прочитао је ову књигу и то му је послужило као инспирација да осмисли начин за започињање ланца нуклеарних реакција, што је било неопходно за израду бомбе. Тако атомска бомба свој настанак не дугује само истраживачком раду, већ и књижевности.

Неки од водећих истраживача у CERN-у Нилсена такође не схватају озбиљно. Brian Cox, професор атомске физике на универзитету Манчестер, каже да су Нилсенове идеје теоријски исправне, али оно чиме се он бави представља играње на ивици нашега знања, што није лоше. „Нилсен упозорава да још увек нисмо дошли до квантне теорије гравитације, и да због тога не поседујемо строг доказа да је слање информација у прошлост немогуће. Ипак, ако временски путници продру у контролну собу LHC-a и из зида ишчупају утичницу, oнда бих претпоставио да мој чланак који ћу написати 2025. подржава Нилсенову теорију.“

Kaкo расте интересовање за његову теорију, Нилсен постаје обазривији, и недавно изјављује: “Идеју озбиљно предлажемо, али ради се о једној амбициозној теоријској поставци, и ничем више. Већ сада знамо да је мало вероватно да буде потврђена, јер ако LHC успе да региструје Хигсов бозон, о свему ћемо морати да размислимо још једном.“

Kliknite za proširenje...

DRAMATIS PERSONAE​

Atomos ili a-tom: Teorijski predviđena čestica. Pronašao ju je Demokrit. Ovaj a-tom mora biti nedeljiv i nevidljiv. On je najmanja jedinica materije. Ne treba ga mešati sa takozvanim hemijskim atomom, koji je samo najmanja jedinica nekog hemijskog elementa (vodonika, recimo, ili ugljenika, kiseonika i tako dalje).
Kvark: I ovaj je a-tom. Postoji šest različitih kvarkova - pet ih je otkriveno, a za onim šestim se još traga (sada, godine 1993). Svaki od te šestorice junaka može biti u tri boje. Samo dvojica od njih šestorice, kvark gore i kvark dole, postoje prirodno u današnjoj Vaseljeni.
Elektron: Prvi otkriveni a-tom, još godine 1898. Za njega se, kao i za sve savremene a-tome, veruje da ima čudnovatu odliku 'nultog prečnika'. Član je leptonske porodice a-toma.
Neutrino: Još jedan a-tom iz porodice leptona. Postoje tri vrste neutrina. Od njih se ne gradi materija, ali su bitni za izvesne reakcije. Pobeđuju na takmičenjima minimalista: imaju naelektrisanje nula, prečnik nula, a i masu, najverovatnije, nula.
Muon i tau: Ovi leptoni su rođaci elektrona, samo su mnogo teži.
Foton, graviton, W+, W- i Z0: sve vam je ovo jedna porodica. Jesu čestice, ali nisu čestice materije kao kvarkovi i leptoni. Prenose elektromagnetnu, gravitacionu, slabu i jaku silu, tim redom kako ih nabrojasmo. Od svih njih, jedino još graviton nije otkriven.
Praznina: Ništa. Ništavilo. To vam je ono prazno kroz koje se a-tomi kreću. Današnji teoretičari su zasuli prazninu (kao izletnici otpacima) svakojakim kršem virtuelnih čestica i drugim smećem. Savremena reč za prazninu glasi 'vakuum'. Ali ponekad se kaže i 'eter' (vidi ispod).
Eter: Izmislio ga je ser Isak Njutn (Isaac Newton), po drugi put ga je izmislio Džejms Klerk Maksvel (James Clerk Maxwell). To vam je ono nešto što, ipak, ispunjava prazninu Vaseljene. Ajnštajn (Albert Einstein) je dokazao njegovo nepostojanje i odbacio ga, ali eter se sada, ipak, krišom nekako vraća i uvlači na pozornicu, kao onaj bivši američki predsednik Ričard Nikson. Jeste, eter je vakuum, zaista, ali, natovaren česticama koje su samo teorijski postojeće, dakle, samo su aveti, duhovi čestica.
Akcelerator: Sprava u kojoj povećavamo energiju čestica. Pošto je E = mc2, akcelerator učini da te čestice postanu teže.
Eksperimentator: fizičar koji vrši opite.
Teoretičar: fizičar koji ne vrši opite.

Predstavljamo vam i glavnog glumca...

BOŽIJU ČESTICU

(poznatu i pod nazivima Higsova čestica, ili Higsov bozon, ili Higsov skalarni bozon)

Kliknite za proširenje...

Red_Zmaja:

Novi bing bang novi univerzum hh xD a starom je vec vreme da ode u kantu

Kliknite za proširenje...

Opet je proradio LHC (Large Hadron Collider) kod Ženeve. Samo ime opisuje mašinu: Veliki hadronski sudarač. Veliki, jer je stvarno velik: nalazi se u kružnom tunelu dugačkom 27km ispod francusko-švajcarske granice. Sudarač jer se, je li, u njemu sudaraju protoni (osnovna gradivna jedinica jezgra atoma). Te čestice se, pored još nekih, nazivaju hadroni, pa otud i treći deo imena LHC. Protoni se sudaraju pošto se čudovišno jakim magnetima i strujom ubrzaju skoro do brzine svetlosti. Oni tada nose toliko energije da se, posle sudara, njihova energija pretvara u masu (Ajnštajnova jednačina E=mc^2 ) i proizvodi nove čestice. Novonastale čestice detektori veliki kao zgrada hvataju i prepoznaju.Ova mašina je nešto najveće i najsloženije što je Čovek ikad napravio. Na njegovom ostvarivanju su učestvovali naučnici i inženjeri iz čitavog sveta (i mi iz Srbije smo umešali prste u taj poduhvat) i potrošeno je milijarde evra. dalje...

Kliknite za proširenje...