Krc, negaliu miegoti, šiandien, kažkur tarp 09:00-10:00 vietiniu laiku (10-11 Lietuvoje), bus testuojamas visas LHC, iš esmes paleis magnetus ir pažiūrės, ar protonai praskrenda pro tuneli ir neatsitrenkia į sieną. Nieko ypatingo, nei juodosios materijos nei juodųjų skylių nebus, bet vistiek pamušim porą Gineso rekordų:
- Didžiausia ir brangiausia žmogaus sukurta mašina, kuri net veikia.
- Didžiausias pasaulyje vaiduoklių žudikas (WHO YOU GONNA CALL? – GHOSTBUSTERS, taip, jų ginklai taip pat šaudo protonų beam’ais).
Tai va, pradedam ilga rubriką apie LHC arba “Didysis hadronų priešpriešinių srautų greitintuvas” (c) vikipėdija. Čia bus trumpas įvadas į LHC fiziką, tiems kas nežino, kad hadronai yra visokie protonai ir neutronai, o LHC valdymas ir kaip ten kas vyksta bus vėliau, jei aišku, bus norinčių. Jei norit – galiu daugiu foto ar ką įdėti ar pataisyti gramatikos klaidas, vistiek, galima gi čia taisyti, po papostinimo.
Istorija
(Jei sąžin
ingai lankėt fizikos paskaitas mokykloje, galite neskaityti)
Iš esmes viskas prasidėjo, kai žmonės panorėjo pažinti visatą, iš pradžių žmonės tyrinėjo teleskopais ir kitais briedais. Atrado, kad žemė yra apvali ir sukasi aplink žemę. Teleskopai didėjo, kompiuteriai irgi padėjo, žmonės pažino žvaigždžių gyvenimo ciklus ir panašius dalykus. Deja, kaip ir bet kokiam moksle, renkant informaciją buvo rasta įvairių anomalijų, kurių niekas nesugebėjo paaiškint tuo metu nesugebėjo. Aišku, visokios juodosios materijos ir skylės astronomų nedomino, nes jos nematomos ir panelei neparodysi jų per kokią romantišką naktį. Bet buvo tokių, kurie nesustojo ties tai kas matoma žmogaus akiai ir taip atsirado radijo astronomija ir kitokia astronomija. Kartu netgi sukūrė naujus mokslą mokslą – astrofiziką, kuris turėtų paaiškinti įvairias anomalijas, bei kosmologija – kuri turėjo pasakyti, kaip visata atsirado. Daug atradimu buvo padaryta žmogus suprato, kad visata yra Euklidinė (žinau, kad tai nieko nesako, bet neesme) ir kad didžioji jos dalis sudaryta iš žmogui nepažįstamos ir nematomos medžiagos. Atsirado daug teorijų ir tv serialų, kurie dalinai paaiškina kas tai yra ir su kuom tai valgoma.
Aišku, žvaigždės yra gražu ir romantiška, bet daug kas norėjo labiau apčiuopiamų rezultatų (Nobelių). Pamažu žmonės suprato, kad kiekviena medžiaga (toliau: materija) yra sudaryta iš nedalomų atomų. Daug kas galvojo, kad tai tiesa, bet nauji bandymai prieštaravo tam, ir žmonės suprato, jog ir atomai yra dalomi, vėliau atrado ir daleles iš kurių jie sudaryti, o dėdė Einšteinas netgi sumastė, kad materija yra tiesiog užkonservuota energija (ty šviesa). Aišku, žmonėms yra žymiai įdomiau yra nauji energijos šaltiniai nei atstumas tarp žemės ir Marso, o ir galimybės užvaldyti pasaulį ir ne kiekvienas galėtų atsisakyti. Žmogus taip sukūrė naujus energijos ir galios šaltinius (skaldant atomus). Deja, ši energija buvo paženklinta krauju ir žmogus pradėjo ieškoti naujų šaltinių. Kaip ir astro-kažkame priėjo pažinimo ribą ty ten kur paprasti žmonės labiau tiki teorijomis iš tv serialų ir kitų sci-fi šaltinių, negu patys mokslininkai savo sukurtomis.
Abiems reikėjo naujų bandymų, kurie patvirtintų ir atmestų begales teorijų.
Big bang theory
Kaip ir Einšteinas sakė: materija yra suspausta šviesa, bet čia tas pats, kas sakyti, jog BMW yra metalo gabalas. Be abejo, tas teiginys pakeite ir sukrėtė pasaulį labiau nei bet kas iš mūsų gali įsivaizduoti, bet žmonėms to neužteko. Žmonėms buvo įdomu patys procesai, kurių pagalba susikuria atomai, planetos, žvaigždės ir galaktikos. Daug kas buvo pažinta, sužinota kaip susikūrė periodinės elementų lentelės, kaip veikia žvaigždės “veikia”, bet patys elementariausi žingsniai liko nežinomi. Norėdamas pažinti, žmogus turi suprasti, kas gi įvyko visatos sukūrimo metu (didžiojo sprogimo metu) ir kaip atsirado visa tai kas yra mūsų viduje. Stebėti *realų* didįjį sprogimą įmanoma, bet gana sunku. Todėl žmogus atrado kitą būdą – pačiam sukurti sąlygas, kurios buvo po keletos nanosekundžiu po didžiojo sprogimo ir žiūrėti, kokie procesai vyksta. Kaip tai pasiekti? – gana paprasta – dabar visata yra gana šalta (na, vidutiniškai -270 laipsniai), bet didžiojo sprogimo metu buvo labai labai karšta – todėl, kuom didesnėje temperatūroje tyrinėjame – tuom tyrinėjame procesus, kurie yra arčiau didžiojo sprogimo.
Kaip tai pasiekti – irgi gana paprasta – žmogus žino, kad jeigu viena kulka pataiko į kitą, tai jos išsilydo dėl aukštos temperatūros. Taigi iš to seka, kad kuom greičiau kulkos lekia – tuom aukštesnę temperatūra jos pasiekia atsitrenkusios viena į kitą. O kas jeigu kulkos siektų tarkim 99.999% šviesos greičio – kokie procesai vyktų tokioje susidariusioje temperatūroje? Deja, tam reiktų tiek energijos, kiek žmogus tikrai neturi ir nepagamina. Bet kas jei tos kulkos būtų labai mažos, tarkim protono dydžio? Tada įgreitinti nėra taip sunku, na sąlyginai. Būtent tą LHC ir dar – dviejose vamzdžiuose įgreitina protonus ir tam tikrose vietose sukryžiuoja vamzdžius – kad susidurtų tarpusavį priešinga kryptimi lekiantys protonai.
Tai kas gi vyksta prie aukštų temperatūrų?
Na, visų pirma medžiaga išsilydo, nes tarp-molekuliniai ryšius kompensuoja molekulės vidinė energija. Po to medžiaga išgaruoja, nes apskritai dingsta ryšiai tarp molekulių. O kas gi vyksta toliau, po to kai medžiaga išgaruoja, o temperatūra vis keliama yra? Na, žmonėms kol kas žinomos tik tokios “fazės”:
- Plazma - kai dingsta ryšis tarp atomo ir jam priklausančio elektrono. Šia medžiagos “fazę” galima pastebėti daug kur – nuo reklamoje naudojamų neoninių lempučių (jose labai maža dalis dujų yra jonizuojama) iki žaibo kreivės danguje (nes šviečia būtent plazmą, ty dujos, kurias jonizavo elektros išlydis). Beje, visas saulės branduolys yra sudarytas iš plazmos, tik žymiai didesnės energijos.
- Kvarkų-gliuonų plazma – kai dingsta ryšis ne tarp atomo ir jam priklausančių elektronų, o kai pats atomas “išsiskaldo” į jo sudedamasis dalis – kvarkus (įvairios dalelės, turinčius įdomius pavadinimus ir spalvas) bei gliuonus (dalelės, kurios suriša kvarkus tarpusavį). Ši medžiagos būsena yra gana egzotiška ir gamtoje visiškai nesutinkama (ši būsena yra žymiai aukštesnės temperatūros, negu bet kas saulės sistemoje, ty, karštesne už pačia saulė). Būtent šią medžiagos būsena ir procesus joje tyrinėja dauguma šiuolaikinių dalelių greitintuvų.
- žmogus-atradęs-ją-gaus-nobelį – visi tik spėja, kas tai per būsena ir kokie procesai joje vyksta, LHC pasieks tokia temperatūra, kurios joks kitas greitintuvas nėra pasiekęs – todel, daug kas tiki, kad būtent tai padės atrasti naują materijos būsena. Vieni sako, kad susiskaldys kvarkai ir mes sužinosime, iš kur jie gauną masę, kiti sako, suskils mums žinomos 3 dimensijos ir mes pamatysime kitas, iki šiol nematytas, dimensijas.
Pastebėkite – kad kuom aukštesnę temperatūra imame – tuom visos medžiagos struktūros paprastėja – iš pradžių išsiskaldo molekulės, po to atomai, o po to kvarkai, o galbūt net ir dimensijos. Teoriškai, turi egzistuoti tokia materijos fazė, kai viskas yra sudėta iš labai paprastų ir elementarių dalykų ir tarp jų veikia labai elementarūs procesai ir nėra jokių dimensijų, spalvų, krūvių ir kitokių brudu – būtent apie tai ir svajojo Einšteinas, bet deja, jis to jau nepamatys…
Tai kokia gi nauda iš LHC?
- Geriau pažinsim visatą, nes sukursim tyrinėsime tokias sąlygas, kurios buvo iškart po didžiojo sprogimo.
- Galbūt atsakysime į didžiausią astrohebros klausimą – kas yra juodoji materija ir galbūt gausime užuominas, kad galėtų būti juodoji energija, kuri verčia visatą plėstis.
- Sužinosime iš ko padaryta materija
- Sužinosime, kodėl kai kuris dalelės turi tam tikrą masę.
- Galbūt bus atrastos naujos dimensijos, kurios jau tiek daug metų kankina mus.
- Galbūt geriau pažinsime gravitacija.
Tikriausiai daug kam kils klausimas – o kas jeigu LHC nieko neatras? Nereik pergyventi, tai yra visai įmanomas variantas, bet netgi tuo atveju LHC padarys perversmą fizikoje, nes dauguma teorijų bus tiesiog “atmestos”, o tai yra labai gerai.
na ir dabar ko visi laukėt!
Ar šiandien bus pasaulio pabaiga?
Ne, galit ramiai miegoti. Pats dalelių “greitinimas” šiandien yra išjungtas, ir kiek žinau bus įjungtas kažkada spalio mėnesį. Dalelių “susidūrimai” irgi išjungti, bet jie bus įjungti kiek anksčiau – už kelių savaičių, jei viskas OK. Bet jie bus žemos energijos (450GeV), nes greitinimas išjungtas. Kai įjungs greitinimą, planuojama pasiekti 10TeV energija, tada jau turėtų būti baisu, čia kažkada spalį arba lapkritį, niekas nežino tiksliai. Pilnu pajėgumu veiks tik kitų metų pavasarį arba vasarą – bus pasiekta 14TeV energija.
Be to, netgi veikiant pilnu pajėgumu, tikimybė, kad žmogus mirs nuo to yra mažesne, nei kad sprogtų kur nors ore lėktuvas ir žmogus nukristų į Nemuną ir jį tenai užpultų rykliai ir jis dar išgyventu (o tada jį LHC pribaigtų). Todėl, galite jaustis saugiai.
PS. juodoji skylė tikrai nėra baisiausia, kas gali atsitikti. Faktas, kaip blynas, kad juodoji skylė yra krūta ir daug kas jos tikisi čia.