Zastanawiasz się – czym zajmuje się CERN? Jak działa słynny Wielki Zderzacz Hadronów? Czy wśród naukowców w Genewie są jacyś Polacy? Oraz, czy jest jakakolwiek szansa, żeby zobaczyć to wszystko na żywo? Odpowiadamy w tym artykule!
Co to jest CERN i czym się zajmuje
Założony w 1952 roku CERN to zarówno ośrodek naukowo-badawczy (znajdujący się koło Genewy), jak i instytucja, która sprawuje nad owym ośrodkiem kontrolę. W skład członków CERN wchodzą obecne 23 państwa (w tym Polska), łącznie 9 krajów ma statusy: “Associate Member States” (co można przetłumaczyć jako „Państwa Współpracujące”; aż trzy z nich są bezpośrednimi kandydatami na pełnoprawnych członków), a ogromna liczba ma status obserwatora lub podpisała pakt o współpracy.
Zobacz też: Poszukiwania drugiej Ziemi – Teleskop Kepler. Najważniejsze informacje o Kosmicznym Teleskopie Keplera
Akronim CERN pochodzi od francuskiej, pierwotnej nazwy ośrodka, czyli Europejskiej Rady Badań Jądrowych, która w 1953 r. została przekształcona w Europejską Organizację Badań Jądrowych.
Idea przyświecająca CERN jest szalenie prosta – odkryć, jak powstał Wszechświat i poznać reguły jego działania. Z całą pewnością niesamowite odkrycia fizyczne i badania dotyczące zagadnień fizyki cząstek elementarnych, takie jak udowodnienie istnienia bozonu higgsa, są rzeczami, które mają przybliżyć naukowców do osiągnięcia swojego monumentalnego celu. Niejeden fizyk-noblista związany jest z genewskim ośrodkiem. Organizacja odznacza się również dużym wpływem na technologię użytku codziennego – zawdzięczamy jej m.in. strony WWW, techniki obrazowania, które są używane m.in. w medycynie czy metody neutralizacji odpadów nuklearnych.
CERN i Wielki Zderzacz Hadronów – jak to działa
Wielki Zderzacz Hadronów (LHC) jest jedną największych konstrukcji, zbudowanych ludzką ręką. Akcelerator cząstek o kształcie torusa (taki sam kształt mają popularne pączki – donuty) znajduje się około stu metrów pod ziemią i ma wysokość sześciu pięter, a jego obwód to aż 27 km.
W 1994 r. rada CERN zatwierdziła projekt LHC, który miał znaleźć się w tunelu ówcześnie działającego akceleratora LEP. Wielki Zderzacz został uruchomiony we wrześniu 2008 roku.
Naukowcy prowadzą badania, przyspieszając cząstki (protony i jony) w dwóch różnych akceleratorach liniowych, następnie razem trafiają do Boostera Synchrotronu Protonowego i Supersynchrotronu Protonowego – w tym momencie cząstki kształtowane są w dwie wiązki, które poruszają się w przeciwnych stronach, już w Wielkim Zderzaczu Hadronów. Finalnie obie wiązki zderzają się ze sobą, w wyniku czego powstają nowe i nietrwałe cząstki (np. bozony).
Dane zdobyte w LHC są analizowane w ramach różnych eksperymentów przez następujące detektory: ATLAS, ALICE, LHCb, CMS, TOTEM, LHCf, MoEDAL – ich zadaniem jest pomiar prędkości, masy, energii, ładunku elektrycznego i położenia w przestrzeni powstających cząstek.
Czy akcelerator cząstek jest bezpieczny?
Ponieważ LHC ma na celu stworzenie sytuacji podobnych do tych z momentu powstania wszechświata (mikroskopijny Wielki Wybuch) – wiele osób zastanawia się, czy nie zaszkodzi on Ziemi. Ponadto dość powszechnym błędem jest uważanie, że LHC tworzy czarne dziury i antymaterię (do popularyzacji tej nieprawdziwej informacji przyczyniły się w dużej mierze powieść oraz film – „Anioły i demony”).
Naukowcy uspokajają – badania prowadzi się na zbyt małą skalę, żeby stworzyły zagrożenie. Celem Wielkiego Zderzacza Hadronów nie jest wywołanie czarnej dziury, a nawet gdyby przypadkiem powstała (szanse są niewielkie), byłaby mikroskopijna i wyparowałaby.
Bozon Higgsa – największe odkrycie naukowe naszych czasów?
W 1964 roku w prestiżowym „Physical Review Letters” opublikowano trzy prace naukowe (autorstwa łącznie sześciu osób, w tym Petera Higgsa i Francois Englerta) rozwijające ideę zaproponowaną przez Phillipa Andersona. Prace te opisują również koncepcję pola Higgsa – to właśnie ono uzasadnia teoretyczne istnienie cząstki Higgsa. Na potwierdzenie doświadczalne trzeba było czekać prawie 50 lat, ponieważ dopiero w 2013 roku naukowcy z CERN oficjalnie potwierdzili znalezienie bozonów Higgsa.
Sprawdź też: Co to jest teleportacja i czy jest możliwa? Najważniejsze informacje o pojęciu teleportacji
Dzięki odkryciu w LHC wcześniej wspomniani P. Higgs i F. Englert zostali uhonorowani Nagrodą Nobla w dziedzinie fizyki za rok 2013. A w 2015 roku opublikowany został artykuł naukowy, który dotyczył eksperymentów mających na celu określić masę bozonu Higgsa – to artykuł o rekordowej liczbie autorów, bo aż 5154.
Odkrycie stanowi punkt kluczowy w pracach nad teorią rozwoju Wszechświata – modelem standardowym (teoria fizyki cząstek elementarnych), głównie dlatego, że bozon Higgsa jest unikalnym elementem modelu i pozwala na wyjaśnienie własności innych cząstek. Pomimo odpowiedzi, jakie daje udowodnienie istnienia tego bozonu, naukowcy zaznaczają, że nie jest to koniec badań. Boska cząstka jest swego rodzaju drogowskazem dla rozwoju współczesnej fizyki i daje nadzieje na kolejne odkrycia. Wszystko przed nami!
Z całą pewnością można stwierdzić, że odkrycie cząstki Higgsa jest jednym z najdroższych w dziejach ludzkości – na budowę i obsługę Wielkiego Zderzacza Hadronów wydano około 13 mld dolarów.
Polacy w CERN – długa historia współpracy
Od 1963 r., przez ponad 25 lat, Polska miała w CERN status obserwatora, aż do 1 lipca 1991 r., gdy stała się oficjalnym członkiem. W bieżącym roku świętowaliśmy trzydziestą rocznicę pełnoprawnej partycypacji w działaniach Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych.
Z początkiem 2013 roku stanowisko przewodniczącej rady CERN, jako pierwsza kobieta, objęła polska badaczka – prof. Agnieszka Zalewska i piastowała to stanowisko przez dwie kadencje. Tymczasem w kwietniu 2021 r. dzięki badaniom z m.in. w LHC potwierdzono istnienie odderonu, który został teoretycznie przewidziany przez fizyka – dr. hab. Leszka Łukaszuka.
Obecnie z CERN współpracuje 10 polskich uczelni i instytutów badawczych, a w genewskim ośrodku znajduje się ponad pół tysiąca polaków (z czego ok. 80 zatrudnionych na etatach).
Zwiedzanie CERN – czy wycieczka do CERN jest możliwa?
CERN jak najbardziej jest otwarty na zwiedzających. Organizacja od wielu lat prowadzi specjalne programy dla szkół i uczelni, ale wizyty indywidualne również są możliwe. Jak podaje oficjalna strona – zwiedzanie trwa około dwóch godzin, polecane jest dla osób powyżej 12 lat i dostępne są dwie opcje językowe: angielska i francuska (w przypadku grup powyżej tuzina można specjalne dobrać przewodnika, który posługuje się wybranym językiem – z około 30 możliwych do wyboru).
CERN i teorie spiskowe: co oznacza logo CERN i co robi Śiwa w Genewie
18 czerwca 2004 roku, w ramach uczczenia wieloletniej współpracy Indii z CERN rozpoczętej w latach 60. ubiegłego wieku, w okolicy głównego budynku Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych (konkretnie między budynkami 39 i 40), odsłonięto dwumetrową statuę Śiwy – hinduskiego dewy. Rzeźba, wykonana w Indiach, przedstawia Śiwę w trakcie boskiego aktu stworzenia – w hinduizmie wierzy się, iż „wytańczył on wszechświat” i swoim ruchem zachęca go do istnienia. Carl Sagan, amerykański astronom, nakreślił metaforę pomiędzy kosmicznym tańcem Śiwy a współczesną nauką, która dąży do poznania „pierwotnych ruchów wszechrzeczy” i zasad, jakimi się rządzi.
W 2016 roku w sieci pojawił się filmik, na którym grupa osób w ciemnych płaszczach zdaje się… odprawiać rytuał z udziałem statui, w którym dokonano ofiary z człowieka. Nagranie wywołało duże zamieszanie w internecie, a przedstawiciele CERN poinformowali, że nagranie zostało wykonane bez zgody i wiedzy ośrodka. Rzecz jasna całe wydarzenie okazało się być mistyfikacją.
Również logo CERN znalazło się na celowniku miłośników teorii spiskowych – w geometrycznych kształtach, które nawiązują do łańcucha akceleratora i trajektorii cząstki, wiele osób widzi ukryte „666”.
Sam CERN na swojej stronie przytacza, że „to nie miejsce, w którym dzieje się magia – to miejsce wyjaśniania magii”. Przez prawie 70 lat działalności wokół Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych często bywało głośno – wielkie odkrycia i przekraczanie granic nauki ciekawią, często skłaniając do fantazji. Może warto odwiedzić Genewę i zobaczyć to wszystko na własne oczy?
