A CERN nagy hadronütköztetője a világegyetem egyik leghidegebb helye, ugyanakkor galaxisunk egyik legforróbb pontja is egyben. „Folyamatosan gyűlnek a mérési adatok és felkészültünk az első váratlan eredményekre” – mondta Budapesten a CERN főigazgatója.
Új időszámítás kezdődött az alapkutatásokban, hangsúlyozta A nagy hadronütköztető: a sötét univerzum megvilágítása című előadásában péntek este a Magyar Tudományos Akadémián Rolf-Dieter Heuer, az Európai Nukleáris Kutatási Szervezet (CERN) főigazgatója, aki 2009 óta vezeti a világ legnagyobb részecskefizikai kutatóintézetét.
A német részecskefizikus oroszlánrészt vállalt abban, hogy működésbe lépett a világ legnagyobb kísérleti berendezése, a nagy hadronütköztető (LHC), amely Genf mellett, a francia-svájci határon, a domborzati viszonyoktól függően 50-150 méter mélyen, egy 27 kilométeres, 3 méter átmérőjű alagútban működik. A kutatások során a csaknem a fény sebességére felgyorsított, egymással szemben haladó részecskenyalábokat ütköztetnek a kutatók, és az ütközésekkor keletkező új részecskék fizikai sajátosságaiból következtetnek az ütközés pillanatában fennálló körülményekre. Ezáltal az anyag szerkezetébe, illetve a Világegyetem korai fejlődési állapotába nyerhetnek bepillantást a tudósok. Magyarország részt vett a gyorsító megépítésében: egyrészt a CERN-nek fizetett tagdíjon keresztül pénzügyileg járult hozzá a berendezés létrehozásához, másrészt fejlesztési munkával kapcsolódott be a CMS, vagyis a hadronütköztető egyik nagyobb detektorának megalkotásába: a kísérleti berendezés egyik fontos alkotóelemét Debrecenben tervezték és építették meg.
A CERN főigazgatója kiemelte, hogy az LHC indítása fordulópontot jelentett a részecskefizikában. A világ igazán globális tudományos eszközének tervezésében, megépítésében tízezer ember vett részt. Hogy a részecskék keringhessenek az LHC-ben, a csillagközi űrhöz hasonló vákuumra van szükség: a berendezések vákuumcsöveiben kisebb a nyomás, mint a Hold felszínén. Ez a világegyetem egyik leghidegebb helye, mínusz 271 Celsius fok uralkodik, vagyis az abszolút zérus felett mindössze 1,9 K hőmérsékletével ez hidegebb, mint a világűr. Ugyanakkor ez galaxisunk egyik legforróbb pontja: a két protonnyaláb ütközése 1000 milliószor magasabb hőmérsékletet teremt, mint a Nap belsejében, de sokkal kisebb térfogatban – ismertette Rolf-Dieter Heuer, aki összegezte az LHC 2008-as indítása óta történt eseményeket.
„Folyamatosan gyűlnek a mérési adatok és felkészültünk az első váratlan eredményekre, amelyek a sarkon túl várhatnak ránk. Készen állunk arra, hogy megfejtsük a fizika legfontosabb kérdéseit” – mondta.
Ezek közé tartozik, hogy „bevégezzék” Newton „befejezetlen munkáját”, s megválaszolják, hogy mi is az a tömeg, vagy kiderítsék a természet „protekcionizmusának” az okát, hogy miért nincs többé antianyag. A megválaszolandó kérdések közé tartozik az ősrobbanás titkainak megfejtése, az, hogy milyen is volt az anyag a világegyetem létének első pillanataiban. Meg kell végre oldani a tudomány „kínos kérdését” is, azt, hogy miből áll a világegyetem 96 százaléka.
„Készen állunk, hogy belépjünk a sötét világegyetembe” – hangsúlyozta az utóbbival kapcsolatban Rolf Heuer.
Mint kifejtette, a csillagászok és asztrofizikusok a következő két évtizedben hatalmas új távcsöveik segítségével megmondják, hogyan formálta a sötét anyag az éjszakai égbolt csillagait és galaxisait. Ám kizárólag csak a részecskegyorsítók képesek sötét anyagot készíteni a laboratóriumban és tisztázni, mi is az valójában. Az LHC lehet tehát a tökéletes eszköz a sötét anyag vizsgálatára. „A nagy hadronütköztető eredményei lehetővé tehetik, a sötét anyag keresése mellett, a sötét világegyetem első felfedezéseit, amelynek 73 százalékát alkotja az egyenletesen eloszló sötét energia” – magyarázta Rolf-Dieter Heuer.
A CERN főigazgatója kitért a rejtélyes Higgs-bozonra, vagy Higgs-részecskére is, amely „se nem anyag, se nem erő”, viszont a feltételezések szerint a többi részecske tömegéért felelős.
„Nem tudjuk, hogy létezik-e a Higgs-bozon, ám létezik, megtaláljuk az LHC-nál. Amennyiben nem, kell lennie valami másnak, ami a tömeget biztosítja” – fogalmazott a német fizikus.
A Higgs-részecske tulajdonságainak felderítése lehet az első lépés a sötét energia természetének megértése fele.
„Az elmúlt évtizedek kutatásainak hála megismertük a világegyetem 5 százalékát. Az LHC-ban gyűlnek az adatok, s hozzáfogunk az Univerzum 95 százalékának a felderítéséhez. A sötét világegyetem fényes jövő előtt áll” – összegezte Rolf-Dieter Heuer. Írja az index.hu