Galingiausias pasaulyje dalelių greitintuvas iš vidaus

Kaip veikia Didysis hadronų greitintuvas (LHC)? Paprastai kalbant, aukštos energijos dalelių srautai keliauja Greitintuvo vamzdžiuose beveik šviesos greičiu. Vienas srautas keliauja pagal laikrodžio rodyklę, kitas – prieš. Srautai keliauja absoliučiame vakuume. Kadangi LHC yra žiedo formos, dalelių kelią reguliuoja bei jas suspaustas kartu laiko specialūs superlaidūs magnetai. Pasiekus tam tikrus punktus (kaip ATLAS), srautai susiduria. Tada kompiuteriai, o paskui – ir mokslininkai analizuoja gautus duomenis. LHC pastatytas giliai po žeme, ant Prancūzijos ir Šveicarijos sienos, Ženevos pakraštyje.

CERN 2012 m. buvo atrastas Higgso bozonas, tačiau tai – tik darbų pradžia.

LHC neveikė beveik dvejus metus, tuomet buvo keičiamios ir naujinamos įvairios dalys. Balandžio pradžioje paskelbta apie aparato paleidimą. Čia dirbantys geriausi pasaulio mokslininkai jau pasirengę ieškoti naujų dalelių ir įminti dar daugiau Visatos paslapčių.

Kviečiame pasidairyti po CERN „Control Centre“ ir ATLAS eksperimento pastatus. Ir sužinoti, kaip jie prisideda prie visos LHC veiklos.

„Control Centre“

„Control Centre“ kontroliuojami pagrindiniai eksperimentai – LHC, CRYO, PS ir TI. Pastatas gerokai nutolęs nuo kitų, yra pastatytas Prancūzijos, o ne Šveicarijos teritorijoje. Taip esą nuspręsta padaryti dėl labai paprastos priežasties – finansų. „Čia taip pat prižiūrima visa techninė infrastruktūra: palaikoma reikiama temperatūra, gaisrinė sauga ir t. t.“, – LRT.lt pasakoja CERN nuo 1983 m. dirbantis inžinierius Django Manglunki.

Nors pagrindinis kontrolės kambarys įrengtas neseniai, patalpos, kur saugomi serveriai ir pan., pastatytos ir įrengtos aštuntajame dešimtmetyje.

Didžiąją dalį kontrolės atlieka kompiuteriai, tačiau visus galutinius sprendimus priima mokslininkai, kurie dirba 24 val. per parą.

„Pavyzdžiui, negalime 100 proc. pasitikėti kompiuteriais, kai reikia pranešti, ar žmonės gali leistis į požemį, ar tuo metu nėra paleisti dalelių srautai, o kartu užtikrinti, kad jie [srautai] nebūtų paleisti, kol požemiuose dirba žmonės. Kitaip sakant, yra mokslininkas, kuris ranką visada laiko ant kompiuterio pelės“, – aiškina D. Manglunki.

Kambaryje sudėlioti šampano ir vyno buteliai – už kiekvieną pasiekimą: kiekvieną sėkmingai įjungtą aparatą, įvykdytą eksperimentą ar atradimą. „Už visus pirmus kartus. Visada surandame progą išgerti šampano“, – juokauja mokslininkas.

D. Manglunki pasakoja, kad sudėtingiausia jo darbo dalis yra ta, jog kiekvienas CERN veikiantis aparatas yra praktiškai savo paties prototipas. „Todėl dirbti su jais tikrai nėra lengva. Išnaudojame visas įmanomas jų galimybės, tai, žinoma, reiškia, kad visada rizikuojame ir susiduriame su nesklandumais. Įsivaizduokite, kad turite formulės bolidą. Didžiąją laiko dalį jis praleis garaže, kur inžinieriai keis ratus, reguliuos tą ar aną. Galima sakyti, tai yra tai, ką mes ir darome „Control Centre“. Greitintuvas – labai sudėtingas aparatas, prie kurio nuolat dirba geriausi specialistai“, – tikina jis.

Pasak D. Manglunki, jo ir kolegų moto – „Mąstyk kaip protonas – visada būk teigiamas“.

ATLAS eksperimentas

ATLAS yra vienas iš punktų, kuriuose įvyksta ir fiksuojami dalelių srautų susidūrimai. Tai – tarsi milžiniška itin galinga kamera. ATLAS turi daug tikslų: nuo naujų dalelių iki naujų dimensijų ar dalelių, kurios galimai sudaro tamsiąją medžiagą, paieškų. Prie šio eksperimento dirba apie 3 tūkst. mokslininkų iš 38 pasaulio valstybių.

100 metrų po žeme pastatytas ATLAS yra didžiausias kada nors sukonstruotas tokio pobūdžio aparatas – jis sveria apie 7 tūkst. tonų.

„Nuvilsiu, nepastatėme milžiniško aparato po žeme, vietoje to tiesiog sumažiname žmones, todėl ATLAS ir atrodo toks milžiniškas“, – juokaudamas įspėja amerikietis fizikas Stevenas Goldfarbas.

Norintiems patekti į CERN požemius nustatytos griežtos taisyklės. Požemyje žmonių negali būti, kai aparatai įjungti, kai vyksta eksperimentai. Net prie išjungtų aparatų galima praleisti tik iki 30 minučių. LRT.lt žurnalistus lydintis S. Goldfarbas su savimi nešasi dozimetrą.

„Jeigu atidaryčiau bent vienas čia esančias duris, kol LHC veikia, jis išsijungtų. Tiek mažai tereikia“, – sako fizikas. Todėl visai nestebina faktas, kad kiek mažiau nei prieš savaitę LHC buvo išjungtas dėl į vieną iš transformatorių įlindusios kiaunės.

S. Goldfarbas pasakoja, kad eksperimento metu per sekundę įvyksta apie 40 mln. dalelių susidūrimų. 

„Įsivaizduokite, kiek duomenų surenkame. Sakykime, vienas petabaitas per sekundę. Žinoma, žmonėms neįmanoma apdoroti tokių duomenų kiekių, todėl juos pirmiausiai „sukramto“ kompiuteriai. Mokslininkai tiesiog nurodo jiems, kas yra įdomu, ką reikia saugoti ir pateikti tolimesniems tyrinėjimams. Kompiuteriai negali nusakyti, kas atsitiks kiekvieną kartą įvykus susidūrimui, bet gali pateikti tikslias tikimybes“, – LRT.lt aiškina S. Goldfarbas. Ir priduria, kad kaskart paleidžiant greitintuvą iš naujo, susidūrimų kiekiai didėja.