Novi projekti, ki bodo spremenili fiziko in naš pogled na vesolje
Pod Ženevo, sto metrov pod zemljo, deluje največji znanstveni stroj, kar jih je ustvarilo človeštvo – Veliki hadronski trkalnik (LHC).
Z njim je CERN že dokazal obstoj Higgsovega bozona, pomagal razložiti izvor mase in razkril številne skrivnosti subatomskega sveta.
A to je šele začetek.
Znanstveniki zdaj načrtujejo naslednjo generacijo pospeševalnikov, ki bodo še večji, močnejši in natančnejši. Cilj ni več le potrditi znano fiziko, temveč odkriti novo – tisto, kar leži onkraj meja našega razumevanja.
Od LHC do prihodnosti: zakaj potrebujemo večji trkalnik
Veliki hadronski trkalnik deluje že več kot petnajst let in je dosegel meje, ki so se nekoč zdele nemogoče.
A fiziki se soočajo z vprašanjem: kaj sledi, ko so vsi napovedani delci že odkriti?
Standardni model fizike sicer odlično opisuje svet osnovnih delcev, a ne razlaga vsega – ne ve, kaj je temna snov, zakaj v vesolju prevladuje snov nad antisnovjo, in ne vključuje gravitacije.
Da bi našli odgovore, morajo znanstveniki ustvariti trke z še večjo energijo in natančnostjo.
Zato je CERN zasnoval ambiciozen projekt: Future Circular Collider (FCC) – krožni pospeševalnik z obsegom kar 100 kilometrov, skoraj štirikrat večji od sedanjega LHC.
Future Circular Collider (FCC)
FCC bi se raztezal pod Švico in Francijo kot velikanski obroč, zgrajen po istem principu kot LHC, a s popolnoma novimi tehnologijami.
Njegov cilj bo doseči energije trkov do 100 teraelektronvoltov (TeV) – skoraj sedemkrat več, kot jih zmore današnji trkalnik.
Projekt bo razdeljen v več faz:
- FCC-ee – elektronsko-pozitronski trkalnik, ki bi natančno meril lastnosti Higgsovega bozona in drugih delcev.
- FCC-hh – hadronski trkalnik (protoni), namenjen raziskovanju novih delcev in fizike onkraj Standardnega modela.
Zgradnja naj bi se začela okoli 2035, prvi poskusi pa bi lahko stekli okoli 2045.
Čeprav se to zdi daleč, so to časi, ki jih v znanosti merimo s potrpežljivostjo, saj gre za projekta, ki se gradita za naslednjo generacijo raziskovalcev.
Kaj znanstveniki pričakujejo?
FCC in nadgrajeni LHC ne iščeta le novih delcev, ampak želita razumeti najgloblje zakone narave.
Med ključnimi cilji so:
- Raziskava temne snovi:
Temna snov naj bi predstavljala okoli 27 % vesolja, a je še nihče ni neposredno zaznal. Trkalniki bi lahko razkrili nove delce, ki bi pojasnili njen obstoj. - Razumevanje Higgsovega polja:
Z natančnimi meritvami Higgsovega bozona bi lahko odkrili, ali obstajajo še drugi tipi Higgsovih delcev ali skriti mehanizmi, ki dajejo maso vesolju. - Iskanje supersimetrije:
Gre za teorijo, po kateri ima vsak znani delec svoj “superpartner”. Če se izkaže za pravilno, bi lahko povezala vse sile v naravi – vključno z gravitacijo. - Preučevanje začetkov časa:
Trki z večjimi energijami omogočajo simulacijo razmer iz prvih 10⁻¹² sekund po Velikem poku. To pomeni, da bi dobesedno “pogledali nazaj” v rojstvo vesolja.
Od znanosti do tehnologije
Vsaka generacija pospeševalnikov v CERN-u je prinesla tehnološke revolucije, ki so prešle v vsakdanje življenje.
Iz raziskav so izšli:
- splet (World Wide Web),
- napredni magneti,
- detektorji, ki se danes uporabljajo v medicinski diagnostiki,
- superprevodne tehnologije in
- algoritmi za obdelavo velikih podatkov, ki so osnova umetne inteligence.
Tudi prihodnji projekti bodo zahtevali razvoj novih materialov, kvantnih senzorjev, računalniških sistemov in tehnologij hlajenja, ki bodo verjetno spremenile industrijo, energetiko in celo ekologijo.
CERN in globalno sodelovanje
Ena najmočnejših plati CERN-a je njegova mednarodna narava.
V projektih sodeluje več kot 10.000 znanstvenikov iz več kot 100 držav, med njimi tudi raziskovalci iz Slovenije.
CERN je dokaz, da lahko človeštvo – kljub političnim razlikam – deluje kot enotna skupnost v imenu znanja.
Prihodnji trkalniki bodo zahtevali še več sodelovanja, financiranja in skupne volje. Stroški FCC-ja so ocenjeni na približno 20 milijard evrov, a znanstveniki poudarjajo, da gre za naložbo v znanje, tehnologijo in prihodnost človeštva.
Pogled onkraj horizonta
CERN ni le laboratorij, temveč časovni stroj – ne tisti iz filmov, ampak pravi instrument, ki nas vodi nazaj v prve trenutke vesolja in hkrati naprej v prihodnost tehnologije.
Ko znanstveniki preučujejo, kako je snov dobila maso ali zakaj obstajamo, ne raziskujejo le fizike – raziskujejo naš izvor.
In prav tu se skriva lepota znanosti:
Vsako vprašanje, ki ga razrešimo, odpre novo. Vsak trk delcev ustvari milijone novih poti za razmišljanje.
Zaključek: CERN kot človeška vizija
Mnogi pravijo, da CERN ni le znanstveni projekt, ampak civilizacijski spomenik radovednosti.
Ko znanstveniki v 100-kilometrskem krogu iščejo delce, ki morda niti ne obstajajo, v resnici iščejo meje človeškega razumevanja.
Kot je nekoč dejal Tim Berners-Lee, oče svetovnega spleta:
“CERN nas uči, da lahko z deljenjem znanja dosežemo stvari, ki so bile nekoč nepredstavljive.”
Naslednji trkalnik, FCC, ne bo le stroj za trkanje delcev – bo stroj za prihodnost.
Z njim bomo morda končno razumeli, iz česa je sestavljeno vesolje, in s tem – iz česa smo sestavljeni mi.