Cel mai asteptat experiment stiintific al secolului: acceleratorul de particule care va recrea conditiile de dupa Big Bang

Duminică, 7 septembrie 2008, 15:21 Actualitate | Esenţial

Cel mai mare accelerator de particule construit vreodata -  Large Hadron Collider (LHC) - va fi pus in functiune miercuri, la frontiera franco-elvetiana, intr-o incercare de a recrea conditiile care au existat in momentul imediat urmator Big-Bang-ului, in urma cu 13,7 miliarde de ani, noteaza AFP. Militanti pentru protectia mediului cer interzicerea experimentului, care ar putea genera, in opinia lor, o gaura neagra care va distruge Pamantul.

Acceleratorul, la care au lucrat, timp de zece ani, aproximativ 5.000 de fizicieni si ingineri, este cel mai mare proiect stiintific al ultimilor ani.

Robert Aymar, directorul general al Organizatiei europene pentru cercetari nucleare - CERN, se declara convins ca acest proiect "va deschide calea catre descoperiri care vor schimba viziunea noastra despre lume si, in special, despre modul in care a aparut Universul".

Temperaturi aproape de zero absolut

Incepand cu 1996, CERN a construit, la o adancime de 100 de metri sub Alpi, un inel cu o circumferinta de 27 de kilometri, care a fost supus unui proces de racire, timp de doi ani, pentru a ajunge la o temperatura de minus 271,3°C, cu aproape doua grade mai ridicata decat zero absolut.

In jurul inelului sunt instalate patru mari detectoare in interiorul carora se vor produce coliziunile dintre pachetele de protoni (particule din familia hadronilor, de unde vine si numele acceleratorului). Viteza acestor particule va ajunge la 99,999% din viteza luminii.

La momentul maxim, se vor produce 600 de milioane de coliziuni pe secunda, ceea ce ar putea permite aparitia unor particule ce nu au mai fost niciodata observate.

Experimentul ar putea sa conduca si la observarea bosonului Higgs, o particula elementara a carei absenta bulverseaza fizica teoretica.

Bosonul Higgs sau "particula divina"

"Exista o foarte mare probabilitate sa observam, pentru prima oara, bosonul Higgs", estimeaza Yves Sacquin, de la Institutul de cercetare asupra legilor fundamentale ale universului (IRFU).

"Suntem convinsi ca exista foarte multe particule mai grele decat cele pe care le cunoastem. Este ceea ce numim, fara indoiala, materia neagra", explica Aymar.

Potrivit acestuia, "este sigur ca LHC va furniza identificarea si intelegerea acestei materii negre", care reprezinta, probabil, 23% din totalul universului, in timp ce materia obisnuita nu ar reprezenta decat 4%.

Un alt detector va incerca sa inregistreze ce se intampla cu antimateria, prezenta la momentul Big-Bang in cantitate egala cu materia.

In momentul punerii in functiune a acceleratorului, pachete de 100 de miliarde de protoni vor fi injectati in inel. Ulterior, un alt pachet de protoni va fi lansat in sens contrar, iar coliziunile vor produce energii din ce in ce mai mari, pana cand vor atinge de sapte ori puterea acceleratorului american Fermilab, cel mai puternic din lume, in prezent.

Proiectul, la care au contribuit statele europene, dar si Statele Unite, India, Rusia si Japonia, a costat 3,76 miliarde de euro.

Cele patru intrebari la care fizicienii se asteapta sa gaseasca un raspuns prin punerea in functiune a LHC:

• Identificarea bosonului Higgs, o particula instabila, calificata drept "divina", dupa ce foarte multi cercetatori l-au studiat, dar nimeni nu l-a vazut vreodata. Bosonul poarta numele fizicianului britanic Peter Higgs, care l-a descoperit, prin deductie, in 1964. A confirma descoperirea sa, prin experiment, ar reprezenta identificarea verigii lipsa din "Modelul standard" care rezuma cunostintele actuale ale fizicii particulelor.
• Explorarea "supersimetriei", un concept care permite explicarea uneia dintre cele mai ciudate descoperiri a ultimilor ani, potrivit careia materia vizibila nu reprezinta decat 4% din Univers. Materia neagra reprezinta 23% iar energia neagra 73%. O explicatie ar fi faptul ca materia neagra este formata din particule supersimetrice.
• Studierea misterului materiei si al antimateriei. In momentul in care energia se transforma in materie, se produce o particula si reflexul sau, o anti-particula cu incarcatura electrica opusa. Cand o particula si o anti-particula intra in coliziune, ele se anihileaza reciproc, rezultand o descarcare de energie. Logia ar arata ca materia si antimateria se afla in cantitati egale, dar misterul este ca, in realitate, anti-materia pare mult mai rara.
• Recrearea conditiilor care au existat in momentul imediat urmator Big-Bang-ului, respectiv a plasmei quark-gluon, constituind o noua stare a materiei, existenta  in primele momente de dupa Big Bang, cu o densitate de cca. 20 ori mai mare ca a materiei nucleare. In aceasta stare, quarcii nu mai sunt legati  in structurile de particule. Prin ciocnirea ionilor grei care vor fi generati in accelerator, se vor crea, pentru scurt timp, temepraturi de 100.000 de ori mai mari decat in centrul soarelui si se vor elibera quarci.
  

Experimentul ar putea crea o gaura neagra, sustine un grup de ecologisti

Experimentul nu are numai sustinatori, ci si opozanti, noteaza Mediafax. Astfel, un grup de militanti pentru protectia mediului din Hawai a depus o actiune in justitie, cerand un ordin de interdictie contra specialistilor CERN. Reclamantii se tem ca experimentul ar putea genera o gaura neagra care sa distruga viata pe Terra.

Cercetatorii resping insa o astfel de teorie. "The Large Hadron Collider este ca o masina a timpului care ne va duce mult inapoi in perioada Big Bang-ului, prin recrearea conditiilor care au existat atunci. Vom vedea astfel noi tipuri de materie pe care nu am fost capabili sa le identificam anterior", a declarat Frank Close, specialist in fizica la Universitatea Oxford, in urma cu mai multe luni.

"Ideea ca acest experiment ar putea atrage sfarsitul lumii este ridicola", a spus el.