Az Univerzum eredete nyomában

2007 novemberében a világ legfontosabb fizikai kutatóközpontja jön létre, amikor a francia-svájci határon elkészül a CERN laboratórium legújabb részecskegyorsítója.

Franciaország és Svájc határán fekszik a CERN (Centre Européen pour la Recherche Nucléaire - Európai Nukleáris Kutatóközpont) részecskegyorsító, mely Európa és a világ legnagyobb ilyen típusú létesítménye. Az intézet alapkutatásokkal foglalkozik és szigorúan tudományos, békés céllal létesült. Az itt végzett kutatások nagy része fizikai jellegű, de a központban számos más tudományághoz kötődő, "járulékos" kutatásra is mód nyílik.

A környező vidékek turistáinak talán fel sem tűnik, hogy az 1954-ben alapított, ma már 20 állam támogatásával üzemelő gigantikus részecskefizikai laboratóriumban manapság 80 ország 6500 kutatója dolgozik. (Mivel Magyarország egyike a 20 támogató országnak, számos magyar kutató is megfordult CERN-ben.) Ezúttal a világ minden részéről idesereglő tudósok valami "nagy dologra" készülnek: most tartanak ugyanis az előkészületei annak a nagyszabású kutatásnak, melynek segítségével a kutatók az Univerzum eredetének megismerésére tesznek kísérletet. Jövő novemberben üzembe áll az LHC (Large Hadron Collider - nagy hadronütköztető gyűrű), a világ legnagyobb - 27 km - átmérőjű, és legnagyobb energiát - 7 tera elektronvoltot (TeV) - előállító részecskegyorsítója.

Gigantikus számok jellemzik

Az ATLAS kollektor

Az LHC megvalósítása óriási technológiai kihívás. Olyan gyűrűt kell készíteni, amely több mint 1200 darab, egyenként 14 méter hosszúságú szupravezető dipólus mágnesből áll. 56 mm-es ikercsövek szolgálnak az ellenkező irányban futó sugárnyalábok vezetésére. A több mint 3500 egyéb speciális szupravezető mágnessel együtt a dipólusokat 1,9 Kelvin fokra hűtik le annak érdekében, hogy 8 Teslánál nagyobb mágneses térerősséget hozzanak létre. Az ilyen mágneses tér a gyűrűbeli pályán tartja a protonnyalábokat, miközben azok felgyorsulnak a végső ütközési sebességre.

Az ütközésekből felgyülemlő információt hatalmas érzékelők gyűjtik majd össze. Ezek közül a legnagyobb szintén rekordméretű: az ATLAS 46 méter hosszú, 25 méter magas és körülbelül hétezer tonna súlyú.

A régi gyorsító, az LEP

Az új gyorsító értelme

A fizikusok nagy izgalommal várják a szerkezet elkészülését, hiszen már a gyorsító üzembe helyezése után nem sokkal, akár 2008-ban is fény derülhet számos fontos - most még - nyitott tudományos kérdésre. Ezek közül talán a legérdekesebb az Isten-részecskének becézett Higgs-bozon felfedezése lehet, melyet Peter Higgs elméleti fizikus sejtett meg a hatvanas években. (A Higgs-bozon szerepéről az egykor a CERN-ben is kutató korábbi előadónk, Fodor Zoltán is beszélt előadásában.) A Higgs-bozon az elemi részecskék tömegére szolgál elméleti magyarázattal. Ha valóban sikerül bizonyítani az elem létezését, az a fizika ún. standard modelljét is igazolhatja, mely átírná a jelenleg használatos fizika tankönyveket.