Sezon na szparagi: CERN – czyli wiem, że nic nie wiem

Dziś zwiedzaliśmy z Szymonem CERN. Była to dla mnie trudna wycieczka. Nasz przewodnik (na marginesie dodam, że wczuty doktor fizyki), równie dobrze mógł być polskojęzyczny, a i tak pewnie niewiele bym zrozumiała z tego co mówił. Natomiast to co udało mi się zrozumieć, po prostu nie mieści się w głowie :). Cieszę się jednak i fascynuje mnie to, że są ludzie którzy wszystkie te abstrakcyjne rzeczy badają. Mam też głęboką nadzieję, że wiedzą co robią, bo jak się okazuje, największy akcelerator przebiega dokładnie pod naszym domem…ale po kolei.

Co to właściwie jest ten CERN? CERN to skrót od francuskiej nazwy Europejska Rada Badań Jądrowych. Ze względu na pejoratywne konotacje, nazwa ta została zmieniona na Europejskie Laboratorium Fizyki Cząstek, ale w użyciu pozostaje pierwotny akronim. Niezależnie od nazwy, CERN jest jednym z największych na świecie ośrodków naukowych zajmujących się fizyką cząstek elementarnych, w którym naukowcy szukają odpowiedzi na pytania dotyczące przyrody: co to jest materia, skąd się bierze, jakie siły na nią oddziaływują, w jaki sposób tworzy wszystko to, co nas otacza.

Do odpowiedzi na te pytania fizycy w CERNie wykorzystują wiązki cząstek, które w akceleratorach zostają przyspieszone do prędkości bliskiej prędkości światła i zderzają się z innymi cząsteczkami. Zderzenia te są rejestrowane przez detektory zlokalizowane w kilku punktach akceleratora. Aby cząstki skupić w wiązkę i nadać im odpowiedni kierunek, używa się pola magnetycznego i elektrycznego. Akceleratory rozpędzając cząsteczki, umożliwiają ich zderzenia z ogromną siłą, co z kolei generuje nowe cząsteczki, które są poddawane analizie. Działanie takie ma na celu odtworzenie warunków, które panowały we Wszechświecie ułamki sekund po Wielkim Wybuchu. Dzięki temu, fizycy są bliżej odpowiedzi na pytanie, w jaki sposób Wszechświat stał się takim, jakim jest dziś.

Żeby te wszystkie dane przeanalizować potrzebna jest ogromna moc obliczeniowa. Rocznie generowanych jest ok. 25 petabajtów danych (czyli ponad 26 milionów gigabajtów...). Oprócz głównego centrum komputerowego zlokalizowanego w CERNie, w przetwarzaniu biorą udział inne centra komputerowe z całego świata - łącznie jest to ok. 79 000 procesorów.

Pewnie się zastanawiacie po co komu taki CERN i czy ta zabawa cząsteczkami ma jakiś realny wpływ na nasze życie? Otóż ma, gdyby nie CERN, to np. nie miałabym tego bloga, bo nie byłoby WWW. To tutaj Tim Berners-Lee stworzył język HTML i protokół http do wymiany informacji pomiędzy badaczami. Poza tym, dane uzyskane z różnego rodzaju eksperymentów przeprowadzanych w CERNie mają szerokie zastosowanie w diagnostyce medycznej, w przemyśle półprzewodników, obróbce radiacyjnej, utylizacji odpadów promieniotwórczych i wielu innych obszarach techniki, biologii, fizyki i medycyny.

Po tej wycieczce doszłam do wniosku, że żyję na tykającej bombie, choć oczywiście wszyscy mnie zapewniają, że nie. Ale jak można spać spokojnie, kiedy dokładnie pod Tobą znajduje się największa maszyna świata, tj. Wielki Zderzacz Hadronów? To kółeczko jest ukryte średnio ok. 100 metrów pod ziemią i ma 27 km długości, a cząstki pokonują tę trasę przeszło 11 000 razy na sekundę… W ciągu jednej godziny wiązka pokonuje około miliarda kilometrów. To w tym tunelu, aby zakrzywić tor cząsteczek, używa się schłodzonych do minus 271,3°C 9300 elektromagnesów, a jednocześnie w tym samym miejscu panują najwyższe wygenerowane na Ziemii temperatury, bo zderzenie dwóch protonów generuje temperaturę 100 000 razy większą niż w jądrze Słońca. Jak widzicie jest to miejsce z wielu powodów ekstremalne.

Większość zamieszczonych poniżej zdjęć pochodzi ze strony, którą polecam wszystkim miłośnikom fotografii:
http://www.boston.com/bigpicture/2008/08/the_large_hadron_collider.html