Posjet najvećem sudaraču čestica na svijetu

Nakon 2. svjetskog rata, europska je znanost prolazila kroz teško razdoblje. Kriza gospodarstva, ali i cijelog društva oslikavale su se i na znanost. Primat u znanstvenim postignućima preuzela je Amerika gdje su mnogi europski znanstvenici tražili bolje uvjete za rad. Kako bi spriječili odljev mozgova i vratili europskoj znanosti staru slavu, vodeći europski fizičari pokrenuli su inicijativu stvaranja zajedničkog laboratorija za fundamentalna istraživanja pod nazivom Europsko vijeće za nuklearna istraživanja (fr. Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) – skraćeno CERN. Njihov je plan 1954. godine urodio plodom i dvanaest osnivačkih zemalja (među kojima je bila i tadašnja Jugoslavija) osnovale su Europsku organizaciju za nuklearna istraživanja. Iako se promijenio naziv, kratica je ostala i dalje CERN.

Odabrano je sjedište organizacije u Ženevi gdje se na obližnjoj livadi počeo graditi i prvi akcelerator (Synchrodyclotron – SC). Ubrzo nakon SC-a koji se primarno bavio nuklearnim istraživanjima, započeo je s radom i drugi, mnogo jači akcelerator – Proton Synchrotron (PS) koji ulazi u domenu fizike elementarnih čestica. Sve do danas, fizika elementarnih čestica ostala je glavna domena istraživanja u CERN-u (makar je u nazivu još uvijek ostao pridjev “nuklearna”).

CERN je unazad par godina česta medijska tema jer je 2008. pušten u rad najveći i najenergičniji akcelerator na svijetu – Veliki sudarač hadrona (en. Large Hadron Collider) ili LHC. LHC se nalazi u tunelu opsega 27 km i planirane su maksimalne energije sudara snopova od 14 TeV-a (tera elektron volti). Tolika količina energije odgovara sudaru dvaju komaraca u letu što se i ne čini tako mnogo, no tajna je u tome da LHC tu energiju svede na milijune milijuna puta manji prostor – na sudar dva “roja” protona. Prilikom takvog sudara u detektorima se otkriva priroda koja nije vidljiva u svakodnevnom životu, a pretpostavlja se da su takvi uvjeti vladali u ranom svemiru, odmah nakon Velikog praska kojim je ovaj Svemir započeo svoj život prije 13 milijardi godina. Proučavanje rezultata takvih sudara moglo bi dati odgovore na mnoga pitanja: od čega je načinjena materija, što materiji daje masu, koje su temeljne interakcije u prirodi, zašto živimo baš u ovakvom Svemiru itd.

LHC tu “magiju” postiže kružno ubrzavajući nabijene čestice kroz supravodljive magnete koji su postavljeni u tunel 100 metara ispod zemlje. Kako bi magneti ubrzali i zadržali kružnu putanju čestica koje jure brzinama bliskim brzini svjetlosti, moraju stvarati jako magnetsko polje, a ono je moguće samo kad su magneti supravodljivi, tj. kad su ohlađeni na −271.25°C! Ta temperatura jedan je od razloga zašto je nemoguće ući u sam tunel za vrijeme rada stroja. Drugi je razlog veliko zračenje u tunelu koje srećom brzo nestaje nakon prestanka rada stroja.

 Ubrzo nakon puštanja u rad 2008. godine, dogodio se kvar u kojem su pregorjeli spojevi supravodljivih magneta. Spojevi nisu bili dovoljno supravodljivi pa su pri prolasku ogromne količine struje jednostavno pregorjeli. Samo grijanje ohlađenog tunela, da bi se moglo pristupiti magnetima, trajalo je mjesec dana. Tada su mjesecima popravljani pregorjeli spojevi i provjeravani oni koji su ostali čitavi. Krajem 2009. stroj je popravljen i ponovno je započeo s radom.

Sam je LHC prsten koji ubrzava čestice, a detektori su zasebni uređaji koje LHC “hrani” sudarima čestica. Na samom LHC-u postoje četiri neovisna detektora: ATLAS, CMS, ALICE i LHCb. Svaki detektor radi zasebno svoja istraživanja. ATLAS i CMS su u potrazi za Higgsovim bozonom i fizikom izvan tzv. Standardnog modela. ALICE proučava kvark-gluonsku plazmu za koju se vjeruje da je postojala u prvih par minuta nakon Velikog praska, a LHCb pokušava objasniti zašto je naš svemir ispunjen isključivo materijom, a ne i antimaterijom.

Do danas su detektori ponovno otkrili svu poznatu fiziku (sve poznate elementarne čestice) što je svojevrsna potvrda da ispravno rade, a u ovoj i sljedećoj godini očekuju se potpuno nova otkrića, među kojima i Higgsov bozon popularno zvan još kao i Božja čestica. Trenutno LHC radi na 7 TeV-a, odnosno na pola svoje maksimalne snage koju će postići tek za koju godinu.

---

Ljudi se često pitaju ima li od CERN-a kakve praktične, za njih važne koristi, osim otkrića koja znače samo nekolicini znanstvenika koji su upućeni u fizikalne fenomene. Treba prije svega reći da želju za znanjem ne treba opravdavati, već da je ona u temelju ljudskog roda. Za par godina znanje stečeno u CERN-u bit će dio srednjoškolskih udžbenika. No kako živimo u sustavu gdje je materijalna dobit bitnija od znanja, može se tvrditi da će se CERN i u tom vidu dugoročno isplatiti i pokazati kao pametna investicija. Iako je koštao više od 7 milijardi eura i troši struje koliko proizvodi NE Krško, CERN je doprinio tehnološkom razvoju, ali i ekonomijama zemalja članica. Iako je teško predvidjeti gdje će sve razvijene tehnologije naći primjenu, dovoljno je spomenuti da je Web kakvog danas znamo nastao upravo u CERN-u 1991. godine.

 Kako je već spomenuto, CERN se nalazi pokraj Ženeve na granici između Francuske i Švicarske (veći dio LHC-a leži pod francuskim tlom).

Ženeva je drugi najveći grad u Švicarskoj, a poznata je kao financijsko i korporacijsko središte, što se manifestira i na cijenama – Ženeva je jedan od najskupljih gradova u svijetu. Radi usporedbe, cijene u švicarskim francima gotovo su istovjetne onima u kunama u Hrvatskoj (npr. jedna pizza u središtu Ženeve iznosi 20 franaka što je više od 100 kn!).

 Ženevske znamenitosti obilježene su povijesnim nasljeđem: Ženeva je bila sjedište protestantizma u kojoj je Jean Calvin vodio protestantsku reformaciju.

 Osim povijesnih znamenitosti, Ženevu krasi i predivan pejzaž: leži na Ženevskom jezeru uz veličanstvene Alpe u pozadini. No unatoč Alpama, ženevska klima je slična zagrebačkoj (sudeći po kratkim rukavima koji se već nose po ulicama Ženeve).

Švicarska se nerijetko navodi kao primjer uspješne i bogate zemlje. Jedan od mogućih razloga švicarskog uspjeha njihovo je ulaganje u obrazovanje koje iznosi 6% BDP-a, ali i konstantni uvoz visokoobrazovane radne snage. Možda bi Švicarska mogla s pravom nositi naziv “zemlja znanja” kojim se često razbacuju naši političari misleći pri tome na Hrvatsku koja nije ni članica CERN-a.