Истраживачима Церна потребан нови суперсударач честица за откривање тамне материје

Будући суперсударач, ако буде изграђен, биће три пута већи од постојећег Великог хадронског сударача (ЛХЦ). Али податак да ће његова градња стајати 20 милијарди евра није примљена са одушевљењем, а поједини критичари сматрају ову идеју као „непромишљену“.

Ту суму – која је само почетни трошак изградње – требало би да обезбеде земље чланице Европске организације за нуклеарна истраживања (Церн), укључујући Велику Британију, а неки стручњаци постављају питање да ли то има економског оправдања.

Највеће достигнуће Великог хадронског сударача (ЛХЦ) било је откривање нове честице назване Хигсов бозон 2012. године. Али од тада се његова амбиција да пронађе два света грала физике – тамну материју и тамну енергију – показала неухватљивом, а неки истраживачи верују да постоје јефтиније опције.

Нова машина се зове Фјучр циркулар колајдер (Future Circular Collider– ФЦЦ). Генерална директорка Церна, професорка Фабиола Ђаноти, рекла је у изјави за Би-Би-Си да ће, ако буде одобрена његова изградња, то бити „прелепа машина".

„То је алат који ће омогућити човечанству да направи огромне кораке напред у одговорима на питања из фундаменталне физике о нашем знању о Универзуму. А да бисмо то урадили, потребан нам је моћнији инструмент за решавање ових питања."

ЛХЦ је смештен у кружном тунелу обима 27 километара, на дубини од 175 метара испод француско-швајцарске границе, у близини Женеве. Убрзава унутрашњост атома (хадрона) у смеру казаљке на сату и супротно од казаљке на сату до брзина блиских брзини светлости и у одређеним тачкама их разбија јаче него што то може било који други разбијач атома на свету. 

Мање, субатомске честице које су преостале од судара помажу научницима да утврде од чега су атоми направљени и како међусобно делују.

Наставак револуционарног открића

Откривање честице Хигсовог бозона пре десет година сматрано је за револуционарно. Постојање градивног блока који свим осталим честицама у Универзуму даје њихов облик предвидео је 1964. шкотски физичар Питер Хигс, али је откривен на ЛХЦ-у тек 2012. То је био последњи део слагалице тренутне теорије субатомске физике, који се зове Стандардни модел.

Предлог је да се већи ФЦЦ гради у две фазе. Први ће почети да ради средином 2040-их и судараће електроне заједно. Надамо се да ће повећана енергија произвести велики број Хигсових честица које ће научници детаљно проучавати.

Друга фаза ће почети 2070-их и захтеваће снажније магнете, толико напредне да још увек нису измишљени. Уместо електрона, у потрази за потпуно новим честицама биће коришћени тежи протони.

ФЦЦ ће бити скоро три пута већи од ЛХЦ-а, невероватних 91 километар и на двоструко већој дубини под земљом како би се спречило да јако зрачење доспе до површине.

Зашто је потребан још већи хадронски сударач?

То је зато што ЛХЦ, чија је изградња коштала пет милијарди евра, а почео је да ради 2008. године, још није успео да пронађе честице које ће помоћи да се објасни 95 одсто космоса.

Научници и даље трагају за две велике непознанице – силом која се зове тамна енергија која делује супротно гравитацији и раздваја објекте у Универзуму као што су галаксије. Друга је тамна материја, која се не може открити, али се њено присуство осећа кроз гравитацију.

„Недостаје нам нешто велико“, каже професорка Ђаноти.

Она каже да је ФЦЦ потребан јер би откриће ових тамних честица довело до нове потпуније теорије о томе како Универзум функционише.

Пре више од 20 година многи истраживачи у Церну су предвидели да ће ЛХЦ пронаћи ове мистериозне честице, али није.

Критичари, попут др Сабине Хосенфелдер са Франкфуртског института за напредне студије, кажу да нема гаранције да ће нови сударач успети.

„Физика честица је област истраживања која је велика и добро финансирана из историјских разлога, пошто је израсла из нуклеарне физике и треба да се смањи на разумну величину, можда десетину своје тренутне величине“, сматра она.

Бивши главни научни саветник британске владе, проф Сер Дејвид Кинг, рекао је за Би-Би-Си да верује да би трошење 20 милијарди евра на пројекат било „непромишљено“.

„Када је свет суочен са претњама због климатске ванредне ситуације, зар не би било мудрије усмерити ова истраживачка средства у настојања да се створи будућност којом се може управљати?“

И међу самим физичарима честица постоји дебата о томе да ли је џиновски кружни сударач најбоља опција.

Професор Ејдан Робсон са Универзитета у Глазгову рекао је за Би-Би-Си да би сударач који не би био кружни, био јефтинији.

„Постоје три главне предности. Пре свега, линеарна машина би могла да се ради етапу по етапу. Друго, профил трошкова би био прилично другачији – тако да би почетна фаза коштала мање, а треће, тунел је краћи, и то можете да урадите – брже", додаје проф. Робсон.

Али научници у Церну сматрају да им је потребан управо ФЦЦ и сада су у процесу одмеравања реакције на његов предлог 70 земаља чланица, које ће морати да плате за нову машину.