LHC

Ezen a héten is túl vagyunk drága feleim. A nagy virtuális sóhajtás részemről az átlagosnál kissé keményebb hajtásnak tudható be, merthogy az onlájn guruság mellett ugye anyagokat adtam a lapba, meg mellette egy komolyabbnak mondható, meglehetősen időigényes melóm is volt, ergó nem unatkoztam az elmúlt napokban. A koronát tetteimre mai nap tette fel, amikor is reggel hatkor a klaviatúrát püfölve azon agyaltam, hogyan, s miképp fordítom le emberi nyelvre a Szabad Ferenc fizikatanár által elmondottakat. Tudni illik egy meglehetősen informatív cikkecskét lehet majd találni kedvenc printújságom szombati lapszámában, amiben a fent említett úriemberrel tárgyaljuk ki azon egyszerű kérdést: mi is történt a BigBang után 10 a mínusz negyvenharmadikon másodperccel. Merthogy erre próbálnak rájönni a CERN-ben folyó nemzetközi kutatás résztvevői, mégpedig úgy, hogy a földfelszín alatt 100 méterrel található, 27 km átmérőjű gyűrűben (a fenti képen látható) ütköztetnek protonokat, s nézik, hogy akkor mi lesz. Erről szól az alábbi szösszenet is, úgyhogy tessék olvasni megokosodni. És hát mivel fizika, a Japánban székelő Stubi cimborámnak meg kötelező tananyag.

A világ keletkezésének nyomában

- Veszprémi látogatás Svájcban, az elemi részecskék és a world wide web „földjén” -

A föld 80 nemzetének tudósai dolgoznak azon a svájci-francia határon fekvő CERN kutatóintézetben, hogy reprodukálják, mi történt az univerzummal egy másodperc törtrésze alatt, az úgynevezett „nagy bumm (big bang)” után, 16 milliárd évvel ezelőtt. A világ keletkezésének nyomában járt a közelmúltban Szabad Ferenc veszprémi fizikatanár is.

„Időgépet” hoztak létre a világ minden részéből összesereglett tudósok a Genfi-tó mellett fekvő CERN-ben (Conseil Européen pour la Recherce Nucléaire - Részecskefizikai Kutatások Európai Szervezete). Ehhez megépítették a 100 méterrel a föld felszíne alatt húzódó, 27 kilométer kerületű alagútban fekvő nagy hadronütköztető (LHC - Large Hadron Collider). A világ legnagyobb és legösszetettebb tudományos eszközének feladata, hogy az ott lefolytatott óriási energiájú ütközésekben keletkezett részecskéket kutassa. Hogy miért van erre szükség? - A világ keletkezésének egyik elfogadott elmélete a 16 milliárd évvel ezelőtt lezajlott, úgynevezett „nagy bumm” (big bang). Attól kezdve a világegyetem tágul, s a tágulás kapcsán, fizikai kutatások révén tudjuk már, hogy mi történt a különböző időpontokban. Például a 10 a -34-ik másodpercben alakultak ki a különböző részecskék. Azt azonban nem tudjuk, hogy a 10 a -43-ik másodpercben mi történt. Ezért van szükség az ütköztetőre, hogy jobban megismerjük a világ keletkezését – mondja Szabad Ferenc, a veszprémi Táncsics Mihály Szakközépiskola, Szakiskola és Kollégium fizikatanára, aki a közelmúltban egy hetet töltött vendégként a gigantikus kutatókomplexumban. – Azért is fontos a tervek szerint 2008-ban induló kutatás, mert jelenleg nem ismerjük eléggé az elemi részecskék világát. Az tudjuk, hogy milyen elemi részecskék (ezekből épül fel a világegyetem) vannak - az elméleti fizikusok felállítottak egy úgynevezett periódusos rendszert -, s ismerjük a kölcsönhatásokat is. Az elmélet szerint azonban léteznek úgynevezett Higgs-bozonok is, amelyek szintén elemi részecskék, ám eleddig még nem láttuk, nem figyeltük őket. Protonsugarak ütköztetésekor keletkezhetnek ilyenek, s akkor megvizsgálhatjuk őket. Ez azért különösképp fontos, mert a fizika területén általában úgy történik a fejlődés, hogy az elméleti fizikusok által felállított modelleket bizonyítja a gyakorlati fizika.

Az aprólékos munkával, közel nyolc esztendeje épülő gyorsítógyűrűben óriási sebességgel egymással szemben száguldó, hatalmas energiájú nehéz részecskék ütköznek majd össze a pálya négy pontján. A gyorsító mellett épülő detektorokban egy-egy ütközés során olyan nagyszámú elemi jel keletkezik, hogy azok feldolgozására nem hozható létre elegendő számítógépkapacitás az intézetben. Érdekesség, hogy amikor az LHC működésbe lép, a CERN válik felelőssé az egész világon összegyűjtött információ 1 százalékáért - 15 millió gigabájt minden nap. Annak érdekében, hogy megbirkózzanak ezzel az adattengerrel, a CERN úttörő szerepet vállal az internet új generációjának kifejlesztésében. A World Wide Web-hez hasonló ötlet alapján, amelyet szintén ott találtak fel a 90-es évek elején, a Grid sokkal tovább megy. Nemcsak az információt osztja meg, hanem a számítási teljesítményt és a tárolást is. Ez azt jeleni, hogy a tudósok a számítógépükkel bejelentkezhetnek a Gridre, és a számításokat a világon bárhol elvégeztethetik. A tagországokhoz hasonlóan hazánk is jelentős szerepet vállalt ebben a munkában, így lehetőséget kapott, hogy a legújabb informatikai áttörés részese legyen. Elgondolkodtató, hogy létezik olyan nemzetközi összefogás, ahol szinte idilli módon valósulhat meg a különböző nemzetekből származó tudósok együttműködése. Ez egy olyan piciny szeglete a világnak, ahol a tudás, a hozzáértés sokkal többet jelent, mint a származás.

Egyébként jó tudni azt is, hogy a CERN a részecskefizikai kutatások európai szervezete, a világ legnagyobb részecskefizikai laboratóriuma, a World Wide Web születési helye. A francia-svájci határon helyezkedik el, Genftől kissé északra. Az alapító okiratot 1954. szeptember 29-én írták alá tizenketten, jelenleg viszont már 20 tagországgal rendelkezik. Célja részecskegyorsítók biztosítása a nagyenergiájú fizika számára, nemzetközi együttműködések keretében számtalan kísérletet építettek fel itt. A fő telephelyen - Meyrin-ben - van egy nagy számítástechnikai központ is, rendkívül hatékony adatfeldolgozó kapacitással. Jelenleg 3000 teljes idejű alkalmazottja van, és mintegy 6500 tudományos kutató és mérnök — 80 nemzet 500 egyeteméről —, a világ részecskefizikai közösségének mintegy fele, dolgozik CERN-beli kísérleteken.

Meg azt is, hogy a valaha épült legerősebb gépezet, az LHC-részecskegyorsító 1999 óta készül, és 2008-ra tervezik az üzembe helyezését. Ehhez egy hatalmas csarnokban szerelik össze a berendezés részegységeit. Összeillesztés után a szerkezetet ismét elemeire bontják, hogy az egységek mintegy 100 méteres út után a föld alatt végső helyükre kerüljenek.