אנשים רגילים רבים על פני כדור הארץ שואלים את עצמם את השאלה מדוע הם זקוקים למפץ גדול של ההדרונים. לא מובן למרבית המחקר המדעי, שהוציא הרבה מיליארדי יורו, גורם לדאגה ולחששות.
אולי זה בכלל לא מחקר, אלא אב טיפוס של מכונת זמן או פורטל ליצירת טלפורטציה של יצורים חייזרים שיכולים לשנות את גורל האנושות? השמועות הכי פנטסטיות ומפחידות. במאמר ננסה להבין מהו מפקח ההדרון ולמה הוא נוצר.
הפרויקט השאפתני של האנושות
קולדרדר הגדול הגדול הוא כיום מאיץ החלקיקים החזק ביותר על פני כדור הארץ. זה ממוקם בגבול שוויץ וצרפת. ליתר דיוק, מתחתיו: בעומק של 100 מטר שוכנת מנהרת תאוצה טבעתית באורך של כמעט 27 קילומטרים. הבעלים של אתר הבדיקה בשווי של יותר מעשרה מיליארד דולר הוא המרכז האירופי למחקר גרעיני.
כמות עצומה של משאבים ואלפי פיזיקאים גרעיניים עוסקים בהאצת פרוטונים ויוני עופרת כבדים למהירות הקרובה לאור בכיוונים שונים, שלאחריהם הם מתנגשים זה בזה. תוצאות אינטראקציות ישירות נלמדות בקפידה.
ההצעה ליצור מאיץ חלקיקים חדש הגיע בשנת 1984. במשך עשר שנים נערכים דיונים שונים על מה יהיה מפקד ההדרון, מדוע יש צורך בפרויקט מחקר כה גדול. רק לאחר שדנו בתכונות הפיתרון הטכני ובפרמטרי ההתקנה הנדרשים, אושר הפרויקט. הבנייה החלה רק בשנת 2001, לאחר שהקצתה תקשורת תת-קרקעית למאיץ החלקיקים היסודי לשעבר - קולבן אלקטרונים-פוזיטרון גדול - לצורך מיקומו.
מדוע אנו זקוקים למפץ גדול של ההדרונים
האינטראקציה בין חלקיקים אלמנטריים מתוארת בדרכים שונות. תורת היחסות מתנגשת עם תורת שדות הקוונטים. החוליה החסרה במציאת גישה אחידה למבנה של חלקיקים יסודיים היא חוסר האפשרות ליצור תיאוריה של כוח הכבידה הקוונטי. בגלל זה דרוש קולט ההדרון בעל ההספק הגבוה.
האנרגיה הכוללת בהתנגשות של חלקיקים היא 14 טרה-אלקטרונים וולט, מה שהופך את המכשיר למאיץ חזק הרבה יותר מכל הקיים בעולם כיום. לאחר עריכת ניסויים שהיו בעבר בלתי אפשריים מסיבות טכניות, סביר להניח שמדענים יוכלו לתעד או להפריך תיאוריות קיימות בעולם המיקרו.
לימוד פלזמת הקווארק-גלון המיוצר במהלך התנגשות גרעיני עופרת יאפשר לנו לבנות תיאוריה מתקדמת יותר של אינטראקציות חזקות שיכולות לשנות באופן קיצוני את הפיזיקה הגרעינית ושיטות הכרה בחלל הכוכב.
היגס בוסון
עוד בשנת 1960 פיסיקאי מסקוטלנד, פיטר היגס, פיתח את תיאוריית השדות של היגס, לפיה חלקיקים הנכנסים לתחום זה נתונים להשפעות קוונטיות, שניתן לראות בעולם הפיזי כמסת העצם.
אם במהלך הניסויים ניתן לאשר את התיאוריה של הפיזיקאי הגרעיני הסקוטי ולמצוא את הבוסון היגס (קוונטי), אז אירוע זה עשוי להפוך לנקודת מוצא חדשה להתפתחות תושבי כדור הארץ.
והאפשרויות הפתוחות של האדם השולט בכוח המשיכה יעלו מאוד מכל הסיכויים הגלויים להתפתחות התקדמות טכנולוגית. יתרה מזאת, מדענים מתקדמים אינם מעוניינים יותר בנוכחותו של בוזון היגס, אלא בתהליך של שבירת הסימטריה של האלקטרוויק.
איך הוא עובד
בכדי שהחלקיקים הניסויים יגיעו למהירות בלתי נתפסת עבור המשטח שהוא כמעט שווה למהירות האור בוואקום, הם מואצים בהדרגה, בכל פעם מגדילים אנרגיה.
ראשית, מאיצים לינאריים מזריקים יוני עופרת ופרוטונים, אשר לאחר מכן נתון להאצה שלב. חלקיקים דרך המאיץ נכנסים לסינכרוטרון הפרוטון, שם הם מקבלים מטען של 28 GeV.
בשלב הבא, החלקיקים נכנסים לסינכרוטרון העל, שם האנרגיה של המטען שלהם מועברת ל -450 GeV. לאחר השגת אינדיקטורים כאלה, החלקיקים נופלים לטבעת העיקרית המרובת קילומטרים, כאשר במקומות התנגשות הממוקמים במיוחד, גלאים רושמים בפירוט את רגע ההשפעה.
בנוסף לגלאים המסוגלים להקליט את כל התהליכים בהתנגשות, מגנטים 1625 בעלי מוליכות-על משמשים להחזקת צרורות פרוטון במאיץ. אורכם הכולל עולה על 22 ק"מ. תא קריוגני מיוחד שומר על טמפרטורה של −271 מעלות צלזיוס בכדי להשיג את האפקט של מוליכות העל. עלותו של כל מגנט כזה נאמדת במיליון יורו.
הסוף מצדיק את האמצעים
כדי לבצע ניסויים שאפתניים כל כך, נבנה רוכב ההדרונים החזק ביותר. מדוע אנו זקוקים לפרויקט מדעי רב מיליארד דולר, אומרים מדענים רבים בהתלהבות בלתי מוסתרת על ידי מדענים רבים. נכון, במקרה של תגליות מדעיות חדשות, ככל הנראה, הם יסווגו באופן אמין.
אתה יכול אפילו לומר בוודאות. אישור לכך הוא כל ההיסטוריה של הציביליזציה. כאשר הומצא הגלגל הופיעו מרכבות מלחמה. הוא שולט במתכות של האנושות - שלום, אקדחים ותותחים!
כל ההתפתחויות המודרניות ביותר כיום הופכות להיות נחלתם של המתחמים הצבאיים-תעשייתיים של מדינות מפותחות, אך לא של האנושות כולה. כאשר מדענים למדו כיצד לפצל אטום, מה עלה קודם? עם זאת, כורים בכוח גרעיני לאחר מאות אלפי הרוגים ביפן. תושבי הירושימה היו בבירור נגד ההתקדמות המדעית שמחר והם לקחו מהם ומילדיהם.
פיתוח טכני נראה כמו לעג לאנשים, מכיוון שהאדם בתוכו יהפוך במהרה לקישור החלש ביותר. על פי תורת האבולוציה, המערכת מתפתחת ומתעצמת, ונפטרת מחולשות. יתכן בקרוב שלא יהיה לנו מקום בעולם של שיפור הטכנולוגיה. לפיכך, השאלה "מדוע אנו זקוקים לרוכב הרמוני גדול כרגע" אינה למעשה סקרנות סרק, מכיוון שהיא נגרמת על ידי פחד לגורלו של האנושות כולה.
שאלות שלא נענות
מדוע אנו זקוקים למפץ גדול של ההדרונים, אם מיליונים בכוכב הלכת מתים מרעב וממחלות חשוכות מרפא, ולעיתים גם ניתנות לטיפול? האם הוא עוזר להתגבר על הרוע הזה? מדוע אנו זקוקים למקפיצת הדרונים למען האנושות, שעם כל התפתחות הטכנולוגיה לא הצליחה ללמוד כיצד להילחם בהצלחה בסרטן כבר מאה שנה? או אולי פשוט משתלם יותר לספק שירותים רפואיים יקרים מאשר למצוא דרך להחלים? בהתחשב בסדר העולמי הקיים וההתפתחות האתית, רק קומץ נציגי המין האנושי זקוק לסדרן גדול של הדרונים. מדוע כל האוכלוסייה בכוכב הלכת נדרשת לה, והיא מובילה בקרב ללא הפסקה על הזכות לחיות בעולם נטול התקפות על חייו ובריאותו של מישהו? הסיפור שותק על זה …
פחדים מעמיתים מדעיים
ישנם נציגים נוספים של הקהילה המדעית המביעים חששות רציניים לגבי בטיחות הפרויקט. סביר מאוד שהעולם המדעי בניסוייו, בגלל הידע המוגבל שלו, עלול לאבד שליטה על תהליכים שאינם מובנים כלל.
גישה זו דומה לניסויים במעבדה של כימאים צעירים - ערבבו הכל ותראו מה קורה. הדוגמא האחרונה יכולה להסתיים בפיצוץ מעבדה. ואם "הצלחה" כזו תיפול על-ידי מפלצת ההדרון?
מדוע אנו זקוקים לסיכון לא מוצדק לארץ הארץ, מה גם שהנסיינים אינם יכולים לומר בוודאות מלאה כי תהליכי התנגשויות החלקיקים, המובילים להיווצרות טמפרטורות העולות על הטמפרטורה של המאורה שלנו פי 100 אלף, לא יגרמו לתגובת שרשרת של כל עניין כדור הארץ ?! או שהם פשוט יגרמו לתגובת גרעין שרשרת המסוגלת להרוס אנושה חופשה בהרי שוויץ או בריביירה הצרפתית …
