Large Hadron Collider: cine se teme de-un microscop?
articol aparut in Cultura, nr. 191 din 2008-09-18» cultura presa internationala »
Autor: CATALIN STURZA
Primul fascicul de protoni a fost injectat miercuri, pe 10 septembrie, în LHC (Large Hadron Collider) în ciuda celor care strigau ca lumea se va sfârsi. Lumea, iata, a supravietuit si de data asta. S-ar putea, chiar, ca dupa niste ani de experimente în acceleratorul CERN de la granita dintre Franta si Elvetia lumii sa-i fie ceva mai bine. Presa si-a luat partea ei de stiri de senzatie în zilele din preajma testelor inaugurale, sa-i dam si stiintei ocazia sa-si puna cuvântul. „Scientific american“ a publicat, de-a lungul anului 2008, o serie de reportaje dedicate experimentelor LHC. Voi alege, în cele ce urmeaza, câteva pasaje din aceste articole.
Mai înainte, câteva precizari. 10 septembrie a fost desemnata de CERN drept o zi pentru presa, un moment inaugural, taierea panglicii sub bliturile aparatelor de fotografiat. Teste de toate felurile ale acceleratorului s-au efectuat si înainte de aceasta data, si se vor efectua luni bune de aici încolo (un istoric al acestora îl veti gasi pe blogul public.web.cern.ch/public/). Experimentul desfasurat miercuri n-ar fi avut de ce sa provoace o catastrofa, pentru simplul motiv ca în LHC n-au fost ciocnite fascicule de protoni. Un pachet de protoni a efectuat un tur complet, în ciclotronul de sub Alpi, si un altul
s-a miscat în directia opusa. Prima ciocnire cu protoni va avea loc peste câteva luni. Puterea maxima a acceleratorului, care va genera energii de 14TeV, va fi atinsa abia peste un an. Când se va întâmpla acest lucru, cel mai probabil nimeni nu va avea habar, pentru ca subiectul se va fi retras, de mult, în nisa rezervata fizicii particulelor din revistele stiintifice.
Asadar, nici Big Bang 2 nu a fost simulat înca, la scara mica, în tunelele subterane, nici bosonul „particula lui Dumnezeu“ Higgs n-a avut ocazia sa-si manifeste prezenta. Nici Stephen Hawking nu stie, deocamdata, daca a câstigat sau daca a pierdut cei 100 de dolari pe care i-a pariat pe bosonul Higgs. Hawking si-ar dori sa piarda pariul, pentru ca „aceasta ar arata ca ceva este gresit si ca trebuie sa regândim sistemul“. Mini-gaurile negre care ar putea aparea sunt doar o speculatie a literaturii (scriitori precum Angelo Paratico au încercat sa dea lovitura cu fictiuni despre cum Pamântul ar putea fi înghitit de o gaura neagra generata de LHC înainte sa terminam noi de citit romanul). Modelul Standard al fizicii particulelor arata ca energiile produse în ciclotronul CERN sunt mult prea mici pentru asa ceva. Cei care au dus în strada aceasta tema literara pentru fanii lui Dan Brown fie n-au consultat nici o revista/enciclopedie/pagina web de popularizare stiintifica, fie s-au folosit de interesul mediatic pentru a atrage putina atentie asupra lor.
LHC nu este primul accelerator din tunelul de sub Alpii elvetieni. Între 1989 si 2000, exact în acelasi loc a functionat LEP, Large Electron-Positron Collider, fara nici un pericol pentru populatia de la suprafata sau pentru siguranta Pamântului.
În sfârsit, reiterarea Big Bang-ului (si aceasta e o formulare destul de aproximativa) nu e singurul obiectiv al LHC. Experimentele care se vor desfasura în urmatorii ani ar putea avea un impact imediat în domenii variate, de la tehnica spatiala la medicina. De exemplu, s-ar putea îmbunatati tehnologia actuala de tratament al cancerului cu electroni/protoni/neutroni. Un astfel de accelerator medical functioneaza de anul trecut la spitalul Sf Spiridon din Iasi. World Wide Web-ul a luat si el nastere, în 1990, la CERN.
Large Hadron Collider, masina descoperirilor (Graham P. Collins, ianuarie 2008, „Scientific American“)
„Concepte-cheie: LHC va accelera fascicule de protoni la cea mai înalta energie generata vreodata de o masina, ciocnindu-le de 30 de milioane de ori pe secunda, fiecare coliziune împroscând milioane de particule la viteze foarte aproape de cea a luminii; Fizicienii cred ca LHC va deschide o noua era a fizicii particulelor, în care enigme majore despre alcatuirea materiei si a energiei din Univers vor fi rezolvate“.
„Ar putea fi privit drept cel mai mare si mai puternic microscop din istoria stiintei. LHC, care este, în prezent, în curs de finalizare sub o zona rurala din apropierea Genevei, va trage cu ochiul spre fizica celor mai mici distante (pâna la un nano-nanometru) si a celor mai înalte energii cercetate vreodata. De mai bine de un deceniu, cercetatorii specialisti în fizica particulelor aseteata cu nerabdare o sansa de a explora acel domeniu numit uneori „de ordinul tera“ datorita intervalelor energetice atinse: un trilion de electroni-volti sau 1TeV. Elemente fizice noi si cruciale ar trebui sa se manifeste la aceste energii, precum alunecoasa particula Higgs (despre care se crede ca ar fi raspunzatoare pentru impregnarea altor particule cu masa) si particula ce alcatuieste materia întunecata care umple cea mai mare parte a Universului“.
Revolutia iminenta din domeniul fizicii particulelor (Chris Quigg, ianuarie 2008, S.A.)
„Concepte-cheie: Modelul Standard al fizicii particulelor are nevoie de un element numit bosonul Higgs sau de un înlocuitor care sa-i preia rolul la energii sondate de LHC. Higgs ridica, la rândul sau, multe întrebari serioase ale caror raspunsuri ar trebui gasite în acelasi interval de energii. Aceste fenomene se învârtesc în jurul chestiunii simetriei. Simetriile fundamenteaza interactiunile Modelului Standard, însa nu sunt reflectate, întotdeauna, de functionarea modelului. A întelege de ce se întâmpla asta e o întrebare fundamentala“.
„Ceea ce fizicienii numesc Modelul Standard al fizicii particulelor, pentru a arata ca e vorba de o cercetare în desfasurare, poate explica multe lucruri despre lumea cunoscuta. Elementele principale din alcatuirea Modelului Standard si-au gasit locul în impetuosii ani '70 si '80, când valuri de descoperiri experimentale de referinta au antrenat notiuni teoretice incipiente într-un dialog lucrativ. Multi specialisti în fizica particulelor privesc ultimii 15 ani ca pe o perioada de aprofundare, în contrast cu epoca efervescenta a deceniilor anterioare. Totusi, cu toate ca Modelul Standard a dobândit o baza experimentala tot mai larga, o lista tot mai mare de fenomene cad în afara acoperirii sale si noi idei teoretice ne-au prezis cum o viziune mai larga si mai cuprinzatoare asupra lumii ar putea sa arate. Luate împreuna, progresul continuu în domeniul experimental si în cel teoretic anticipeaza un deceniu foarte animat. Poate vom privi înapoi si ne vom da seama ca revolutia fierbea mocnit în tot acest timp.
Viziunea noastra actuala asupra materiei cuprinde doua mari categorii de particule, cuarci si leptoni, împreuna cu trei dintre cele patru forte fundamentale, electromagnetismul si interactiunile tare si slaba. Gravitatea e, pentru moment, lasata deoparte. Cuarcii, care intra în alcatuirea protonilor si a neutronilor, genereaza si resimt toate trei fortele. Leptonii, dintre care cel mai cunoscut e electronul, sunt imuni la interactiunea tare. Ceea ce deosebeste aceste doua categorii este o proprietate înrudita cu sarcina electrica, numita culoare. (Denumirea e metaforica; nu are nimic de-a face cu ceea ce stim despre culori). Cuarcii au culoare, iar leptonii nu au.
Principiul directiv al Modelului Standard e acela ca ecuatiile sale sunt simetrice. Asa cum o sfera arata la fel din orice unghi ai privi-o, ecuatiile ramân neschimbate chiar daca schimbi perspectiva din care sunt definite. Mai mult, ramân neschimate chiar atunci când perspectiva se modifica în diferite grade în puncte deosebite din spatiu si timp“.
Cum ar putea LHC sa schimbe World Wide Web-ul (Mark Anderson, septembrie 2008, S.A.)
„Când LHC va începe sa ciocneasca protoni în aceasta toamna în circuitul subteran cu un diametru de 27 de km de lânga Geneva, Elvetia, va deschide o noua epoca nu numai în fizica, dar si în tehnologia informatiei.
Înainte de sfârsitul anului, LHC e programat sa înceapa sa pompeze un tsunami de date brute cu echivalentul unui DVD (5 gigabytes) în fiecare secunda. Productia sa anuala de 15 petabytes (15 mil. gigabytes) va lasa curând cu mult în urma productia oricarui alt experiment stiintific din istorie.
Provocarea e aceea de a face aceste date accesibile unui om de stiinta aflat în orice punct de pe planeta prin executarea câtorva comenzi de pe un laptop. Solutia e o retea globala de calculatoare numita Reteaua de Calcul LHC (LHC Computing Grid) si, cu putin noroc, ne-ar putea oferi o privire spre Internetul viitorului.
Elementul crucial care va face datele accesibile, a declarat coordonatorul de proiect Ian Bird de la departamentul CERN de tehnologia informatiei din Geneva, este un tip de software cunoscut sub numele de „middleware“. Informatia pe care o doreste un utilizator poate fi împrastiata printre milioane de gigabytes de date stocate pe servere diferite si poate fi arhivata în formate diferite. O platforma middleware open-source numita Globus e proiectata sa puna cap la cap aceasta informatie, ca si cum s-ar afla într-un folder pe calculatorul dvs personal“. (Catalin Sturza)