Fragment tytułowej strony czasopisma CERN Courier z 2005 roku
Fragment tytułowej strony czasopisma CERN Courier z 2005 roku

Jedną z moich ciekawszych przygód intelektualnych było zwiedzanie LHC - ogromnego przyrządu badawczego ulokowanego w tunelu wydrążonym w skałach będących podziemnym fundamentem masywów górskich Alp. Zwiedzając go miałem satysfakcję, ponieważ wniosłem osobisty wkład w jego budowę (patrz zdjęcie). Jeszcze ciekawsze było śledzenie odkryć, jakich dokonywali fizycy z CERN przy pomocy tej aparatury. Dlatego blisko dwuletnia przerwa w jej pracy była czymś, co bardzo mi doskwierało. I oto nadeszła wyczekiwana wiadomość: Wielki Zderzacz Hadronów (bo tak się po polsku nazywa LHC) wreszcie rusza!

REKLAMA
Na powierzchni ziemi nie ma żadnych śladów, że 100 metrów poniżej, w litej skale, wydrążono pierścieniowy tunel o długości obwodu wynoszącej 27 km. Tunel ten musiał być dokładnie kolisty, gdyż niedokładność rzędu kilku centymetrów mogła grozić niewyobrażalną katastrofą.
logo
Schemat budowy LHC. http://www.atlas.ch/photos/atlas_photos/selected-photos/lhc/9906026_01_layout_sch.jpg
Na powierzchni mieszkają zacni Szwajcarzy, nie zwracający uwagi na to, że pod ich stopami fizycy odtwarzają warunki, jakie panują w jądrach najgorętszych gwiazd.
logo
Na powierzchni ziemi sielankowe podgenewskie wioski, a pod ziemią gigantyczne temperatury i kosmiczne energie https://news.slac.stanford.edu/sites/default/files/images/image/cern-lhc-aerial.jpg
W LHC pole potężnych elektromagnesów rozpędza do gigantycznych prędkości dwie wiązki protonów. Pędzą one w przeciwnych kierunkach, okrążając 27-kilometrowy tunel ponad 11 tysięcy razy, zanim osiągną wystarczającą energię. Żeby nic im nie przeszkadzało w tym biegu, we wnętrzu rur, w których są rozpędzane, panuje absolutna próżnia, większa niż na powierzchni Księżyca.
logo
Żeby pędzące cząstki o ogromnej energii nie wyrwały się z aparatury - ich lot jest kontrolowany przez elektromagnesy. Jest tych elektromagnesów dokładnie 1232, a każdy z nich wytwarza pole magnetyczne 100 tysięcy razy silniejsze od pola ziemskiego, chroniącego nas przed "wiatrem słonecznym". Żeby można było uzyskać tak silne pole, przez elektromagnesy musi płynąć prąd o natężeniu 12.000 amperów. To sto tysięcy razy więcej, niż prąd płynący w typowej żarówce!
logo
Tak silny prąd zniszczyłby elektromagnes, gdyby nie zjawisko nadprzewodnictwa, które wytwarza się w uzwojeniach magnesu chłodząc je do temperatury minus 271 stopni. Właśnie te elektromagnesy budowali (między innymi) specjaliści z AGH na mocy umowy, którą podpisałem z dyrektorem generalnym CERN.
logo
Każdy z tych magnesów waży aż 35 ton, więc są to naprawdę ogromne i potężne urządzenia!
Gdy obie wiązki osiągną już wystarczającą prędkość - kieruje się je w jedno miejsce, gdzie dochodzi do zderzenia cząstek wchodzących w skład tych wiązek. Energia takiego zderzenia jest potworna. Na ułamek sekundy na obszarze mniejszym niż ostrze najostrzejszej szpilki (16 mikrometrów średnicy) powstaje temperatura 5 bilonów stopni. To temperatura ponad 100 tysięcy razy wyższa niż w jądrze Słońca!
Taka temperatura panowała w pierwszych sekundach po Wielkim Wybuchu, w wyniku którego powstał nasz Wszechświat. Jednym z celów prowadzonych badań jest stworzenie warunków, jakie panowały w momencie, gdy rodził się nasz Kosmos - żeby zrozumieć, dlaczego jest on taki, a nie inny.
logo
Naukowcy pracujący przy tych eksperymentach mozolnie zbliżają się o kolejne ułamki sekund do momentu narodzin Uniwersum i powiadają żartem: Jeszcze chwila, a zobaczymy rękę Boga stwarzającego Świat...