Stroj k odhalení tajemství vesmíru

7. září 2008 v 10:39 | sagan (zavináč) email (tečka) cz |  Vesmír a příroda
Na pomezí Švýcarska a Francie, 100 metrů v temnotě pod povrchem Země, byl vybudován dosud nejsložitější a nejdůmyslnější vědecký přístroj -- Velký urychlovač hadronů (Large Hadron Collider, LHC). Tento superstroj v hodnotě přesahující 5 miliard eur byl postaven, aby nám pomohl odhalit příčinu vzniku a existence vesmíru.
Trajektorie (cesty) částic zaznamenaných při experimentu v bublinkové komoře (Patrice Loiez/CERN).

Velký hadronový urychlovač je gigantická podzemní kruhová dráha dlouhá 27 km, osazená celkem 1800 elektromagnety a přístroji. Elektromagnety jsou chlazené na teplotu mínus 271 stupňů Celsia (1,9 Kelvinů) kapalným héliem. Pro porovnání, teplota vesmíru bez hvězd, tedy teplota záření, které zbylo po velkém třesku (=reliktní záření), je téměř o stupeň vyšší (-270 oC=2,7 K). Málokde ve vesmíru najdeme chladnější místo než jaké my vytváříme u nás na Zemi v LHC. Hélium je při teplotě -270 oC supratekuté, čímž velmi dobře odvádí teplo a umožňuje uvést magnety urychlovače do supravodivého stavu. Supravodivost nám umožňuje vést elektrický proud bez odporu a tak vytvářet silné elektromagnetické pole použité k urychlení částic v LHC bez zbytečné ztráty energie.
Předurychlené proudy jader atomů olova s energií 0,45 TeV jsou ve vzájemném protisměru vstřikovány do prstencové dráhy LHC, kde jsou proudy částic při každém oběhu dále urychlovány impulsy od elektromagnetického pole až k rychlosti světla na energie 7 TeV v každém směru. Urychlení je tak enormní, že energie srážky mikroskopických protonů na urychlovači LHC (14 TeV) odpovídá makroskopicky si představitelnému dopadu závaží o hmotnosti 0,02 g z výšky jednoho metru. Proudy protonů letících proti sobě (vstřícné svazky) se sráží v šesti zařízeních (experimentech) chlazených tekutým argonem na mínus 191 oC. Během srážek vznikají mimo jiné krátce žijící částice v uspořádání, které jinak existovalo na několik okamžiků na počátku existence našeho vesmíru.
Jeskyně ukrývající experiment ATLAS, který bude zkoumat celou řadu základních otázek týkajících se podstaty vesmíru. Zařízení se skládá ze 100 miliónů čidel. Je dlouhé 46 metrů, 25 metrů vysoké a 25 metrů široké. Hmotnost 7000 tun.
Nevíme přesně, co můžeme od LHC očekávat za nové objevy, pokud vůbec nějaké. Věříme však, že nám LHC pomůže opět upřesnit naše modelové představy o naší podstatě -- tedy podstatě hmoty a podstatě interakcí, a získat experimentální podklady pro naše otázky:
Existují skryté rozměry (=extra dimenze)?
Existují superpartneři známých částic? Jsou podstatou temné hmoty (=skryté hmoty)?
Co je podstatou temné energie tvořící 96 % hmoty-energie vesmíru?
Proč je více hmoty než antihmoty (narušení symetrií)?
Co způsobuje hmotnost mikročástic (Higgsův boson)?
Existují magnetické monopóly (podobně jako známe osamocené elektrické náboje)?
Existují miniaturní černé díry?
Na LHC pracuje i skupina fyziků a studentů z České republiky. ALICE je jeden z šesti experimentů na LHC. Bude se zde studovat kvark-gluonová plazma.
V okolí minimálně několika desítek světelných let v okolí Země jsme jedinou známou formou hmoty, která záměrně studuje svoji podstatu. Experimentu LHC se může zúčastnit každý, kdo si nainstaluje šetřič LHC@Home, jenž v době, kdy počítač nepoužíváte, bude provádět výpočty, které nám umožní dostat se blíže k odpovědím na položené otázky. Velký urychlovač hadronů (LHC) provozuje Evropská organizace pro jaderný výzkum (CERN) v Ženevě (Švýcarsko).

Může dojít při experimentech na LHC ke zničení Země vlivem vytvoření např. mikroskopické černé díry?

Ano, pokud by se příroda chovala stejně jako některé málo pravděpodobné hypotetické fyzikální modely. Navíc částice neustále přilétající po miliardy let na Zemi z vesmíru (=kosmické záření) mají energie vyšší, než jsou energie částic uměle vytvářených v LHC (100 TeV vs. 14 TeV). Vysoce energetické částice kosmického záření přitom dopadaly na Zemi během celé její historie bez ničivého účinku.
Podzemní úkryt Velkého hadronového srážeče LHC.
#
 

2 lidé ohodnotili tento článek.

Nový komentář

Přihlásit se
  Ještě nemáte vlastní web? Můžete si jej zdarma založit na Blog.cz.
 

Aktuální články

Reklama