Válasz az univerzum titkaira

A nagy hadronütköztető (LFH – Large Hadron Collider) a földfelszín alatt 50–175 méteres mélységben található, a svájci–francia határon, Genf közelében. A létesítmény egy 3,8 méter átmérőjű, 27 km hoszszúságú, kör alakú alagút, ebben keringenek az ütköztetendő protonnyalábok. A fénysebesség 99,9999991 százalékával száguldozó részecskéket 1600 darab, –235 fokra lehűtött elektromágnes fogja a kívánt pályán tartani. A protonnyalábokat az alagút négy pontján fogják ütköztetni. Az ütközések energiája 14 terraelektronvolt lesz, ami hétszer nagyobb, mint amit a világ eddigi legnagyobb, Chicago mellett működő gyorsítójában elértek.

Újrateremtődnek az ősrobbanás utáni feltételek

Ami különlegessé teszi a nagy hadronütköztetőt az, hogy ez a hatalmas energia a porszemnél ezermilliárdszor kisebb területre összpontosul. Az energia ilyen nagyfokú koncentrációja révén újrateremtődnek az ősrobbanás (Big Bang) után közvetlenül kialakuló feltételek, várhatóan eddig sosemlátott részecskék keletkeznek. Az ütközési pontokban négy mérőműszert, óriásdetektort helyeztek el, ezek hivatottak kimutatni az ismeretlen részecskéket. „Arra vagyunk kíváncsiak, hogy a fizika ma ismeretes törvényei érvényesülnek-e ezen extrém körülmények között, avagy mely törvények irányították a részecskék kölcsönhatását, a Világegyetem későbbi fejlődését” – mondta Pálinkás József atomfizikus, a Magyar Tudományos Akadémia (MTA) elnöke.

Mi a sötét anyag?

A jelenleg legszélesebb körben elterjedt kozmológiai elmélet szerint az ősrobbanás pillanatában az univerzum kisebb volt, mint egy atom. Hogyan vált ez a parányi és végtelenül sűrű világegyetem hatalmassá, és hogyan telt meg anyaggal? Elméletileg a tágulás során egyenlő mennyiségben kellett volna keletkeznie anyagnak és antianyagnak, hogy aztán kölcsönösen semlegesítsék egymást, visszaalakulva tiszta energiává. A világegyetem azonban nem üres, hanem tele van galaxisokkal, s ennek a miértjére várják a választ a tudósok a nagy hadronütköztetőben elvégzendő kísérletektől. Egy másik megválaszolandó kérdés az úgynevezett sötét anyagra, pontosabban ennek természetére vonatkozik. Ennek létéről csupán az égitestekre gyakorolt gravitációs hatása árulkodik. A kutatók reményei szerint sikerül majd kimutatni az úgynevezett Higgs-bozont is, mely a modern elméletek szerint a részecskék tömegének kialakulásáért felelős, s mindenhol jelen van a térben, ám mostanáig kísérleti úton nem sikerült igazolni a létét.

Magyarok az LHC-ben

A részecskegyorsítóban hatezernél több tudós dolgozik, köztük egy 50-60 fős magyar csoport. A Magyar Tudományos Akadémia Részecske- és Magfizikai Kutatóintézetének, valamint a Debreceni Atommagkutató Intézet munkatársai a rendszer legnagyobb detektorának a megalkotásában vettek részt. A nagy hadronütköztető méreteit hűen érzékelteti, hogy az egyik henger alakú óriásdetektor 21 méter hosszú és 16 méter átmérőjű, s körülbelül 12 500 tonna vasat tartalmaz. Az alagútba beépített 1600 mágnes nagy része több mint 20 méter hosszú és 30 tonnát nyom. Az első részecskesugár elindításának folyamata ma a  http://webcast.cern.ch címen az interneten is követhető lesz.