CERN

Priprema se revolucija u fizici: Novi razbijač atoma mogao bi otkriti od čega se sastoji 95 posto svemira

Istraživači u najvećem svjetskom akceleratoru čestica u Švicarskoj podnijeli su prijedloge za novi, mnogo veći, supersudarač.

Njegov cilj je otkriti nove čestice koje bi revolucionirale fiziku i dovele do potpunijeg razumijevanja načina na koji svemir funkcionira, piše BBC.

Ako bude odobren, bit će tri puta veći od sadašnjeg divovskog stroja.

Ali njegova cijena od 12 milijardi funti podigla je neke obrve, a jedan kritičar opisao je trošak kao "nepromišljen".

Taj bi novac - koji je samo početni trošak izgradnje - došao od zemalja članica Evropske organizacije za nuklearna istraživanja (Cern), uključujući Veliku Britaniju, a neki su stručnjaci postavili pitanje ima li to ekonomskog smisla.

Najveće postignuće Velikog hadronskog sudarača (LHC) bilo je otkrivanje nove čestice nazvane Higgsov bozon 2012. No od tada njegova ambicija da uđe u trag dvama svetim gralima fizike - tamnoj tvari i tamnoj energiji - pokazala se nedostižnom i neki istraživači vjeruju da postoje jeftinije opcije.

Novi stroj nazvan je Future Circular Collider (FCC). Generalna direktorica Cerna, prof. Fabiola Gianotti, izjavila je za BBC News da će, ako bude odobren, to biti "prekrasan stroj".

"To je alat koji će omogućiti čovječanstvu da napravi ogromne korake naprijed u odgovaranju na pitanja temeljne fizike o našem znanju o svemiru. A da bismo to učinili, potreban nam je moćniji instrument za rješavanje ovih pitanja", rekla je.

Pallab Ghosh i Kate Stephens ulaze u najveći akcelerator čestica na svijetu kako bi saznali zašto naučnici žele još veći.

Cern se nalazi na granici Švicarske i Francuske, u blizini Ženeve.

LHC se sastoji od podzemnog kružnog tunela promjera 27 km. Ubrzava unutrašnjost atoma (hadrona) i u smjeru kazaljke na satu i u suprotnom smjeru do brzina bliskih brzini svjetlosti i na određenim tačkama ih razbija jače nego što to može bilo koji drugi razbijač atoma na svijetu.

Manje, subatomske čestice preostale od sudara pomažu naučnicima da otkriju od čega su atomi napravljeni i kako međusobno djeluju.

Detekcija čestice Higgsovog bozona u supersudaraču prije više od 10 godina bila je revolucionarna.

Postojanje građevnog bloka koji svim drugim česticama u Svemiru daje njihov oblik predvidio je 1964. britanski fizičar Peter Higgs, ali je otkriven tek u LHC-u 2012. Bio je to posljednji dio slagalice trenutne teorije subatomske fizike, koji se naziva standardni model.

Prijedlog je da se veći FCC izgradi u dvije faze. Prvi će početi s radom sredinom 2040-ih i međusobno će sudarati elektrone. Nadaju se da će povećana energija proizvesti veliki broj Higgsovih čestica koje će naučnici moći detaljno proučavati.

Druga faza započet će 2070-ih i zahtijevat će snažnije magnete, toliko napredne da još nisu izumljeni. Umjesto elektrona, u potrazi za potpuno novim česticama koristit će se teži protoni.

FCC će biti gotovo tri puta veći od opsega LHC-a, nevjerovatnih 91 km i dvostruko dublji.

Pa zašto im treba još veći hadronski sudarač?

To je zato što LHC, čija je izgradnja koštala 3,75 milijardi funti, a počeo je s radom 2008., još nije uspio pronaći čestice koje bi pomogle objasniti 95% svemira.

Naučnici još uvijek tragaju za dvije velike nepoznanice - silom zvanom tamna energija koja djeluje suprotno od gravitacije i razdvaja objekte u svemiru poput galaksija. Drugi je tamna tvar, koja se ne može detektirati, ali se njezina prisutnost osjeća kroz gravitaciju.

"Nešto nam veliko nedostaje", kaže nam prof Gianotti.

Ona kaže da je FCC potreban jer bi otkriće tih tamnih čestica dovelo do nove potpunije teorije o tome kako svemir funkcionira.

Prije više od 20 godina mnogi su istraživači u Cernu predvidjeli da će LHC pronaći te misteriozne čestice. Nije.

Kritičari, poput dr. Sabine Hossenfelder iz Munchenskog centra za matematičku filozofiju, kažu da nema jamstva da će novi sudarač uspjeti.

"Fizika čestica je istraživačko područje koje je veliko i dobro finansirano iz historijskih razloga, izraslo je iz nuklearne fizike i treba se smanjiti na razumnu veličinu, možda desetinu svoje trenutne veličine", rekla je.

Bivši glavni naučnik savjetnik britanske vlade, prof Sir David King, rekao je za BBC News kako vjeruje da bi trošenje 12 milijardi funti na projekt bilo "nepromišljeno".

"Kada je svijet suočen s prijetnjama klimatskih nuždi, ne bi li bilo pametnije usmjeriti ova sredstva za istraživanje u nastojanja da se stvori upravljiva budućnost?".

A postoji i rasprava među samim fizičarima čestica o tome je li divovski kružni sudarač najbolja opcija.

Profesor Aidan Robson sa Univerziteta u Glasgowu rekao je za BBC News da bi sudarač izgrađen u ravnoj liniji bio jeftiniji.

"Postoje tri glavne prednosti. Prije svega, linearni stroj mogao bi se raditi fazu po fazu. Drugo, profil troškova bi bio prilično drugačiji - tako da bi početna faza koštala manje; i, treće, tunel je kraći, a vi mogao to učiniti brže", rekao je.

Ali FCC je Cernova preferirana opcija. To je rezultat opsežnih konzultacija među fizičarima u Evropi i svijetu, a u procesu je mjerenja reakcije na njegov prijedlog od strane svojih zemalja članica, koje će morati platiti za novi stroj.