Azi, Big Bang, dar unul micut de tot, in acceleratorul de particule de la Geneva. Oamenii de stiinta vor reface experimental “momentul zero” al universului.
laboratoarele de la CERN

Un eveniment stiintific privit cu teama de prapastiosi, care anunta sfirsitul lumii. Persoane care nu au avut de-a face vreodata cu stiinta prezic ca ditamai Pamintul o sa fie inghitit de o gaurica neagra si micuta. Savantii romani care lucreaza in laboratoarele CERN explica experimentul.

BIG BANG! – Savantii romani contribuie la marea provocare a secolului

Centrul European de Cercetare Nucleara (CERN) testeaza azi cel mai mare accelerator de particule din lume construit cu scopul de a
recrea in laborator conditiile aparitiei Universului. Acum un an, Jurnalul National a vizitat laboratoarele acestui experiment. Va amintim cum explicau atunci fizicienii romani participanti la experiment principiile acestuia.

Ce este materia? Cum a aparut ea? Cum s-a grupat in obiecte complicate precum stelele si planetele? De ce imediat dupa Big Bang (inceputul lumii, potrivit unui model teoretic agreat de comunitatea stiintifica), materia nu a fost anihilata de imaginea sa din oglinda, antimateria? De ce natura a preferat materia in detrimentul antimateriei in Univers? Pina in ziua de azi, cercetatorii nu au gasit un raspuns. In ideea de a descifra tainele particulelor elementare, “caramizile Universului”, in 1954, 12 tari europene au infiintat acest centru de cercetare destinat sa simuleze in laborator conditiile de dupa Big Bang.

La ora actuala, CERN are peste 20 de state membre. Principiile de functionare ale acestuia sint asemanatoare cu cele dupa care functioneaza si Uniunea Europeana. Fiecare stat membru a cotizat anual pentru construirea laboratoarelor, iar deciziile luate in forumul de conducere CERN sint respectate de toate statele membre. Acceleratorul circular se afla linga Ge-neva, intr-un tunel subteran, la 50-150 m adincime, e lung de 27 km si strapunge pe alocuri si teritoriul Frantei.

Dar ce inseamna recrearea Big Bang-ului? La citeva microsecunde dupa Big Bang, se crede ca materia din Univers a trecut printr-o stare cunoscuta sub numele de plasma cuarc-gluonica, un fel de supa foarte fierbinte si densa cu gluoni si cuarci. Dupa alte citeva microsecunde de la implozie, aceasta plasma s-a condensat, formindu-se protonii si neutronii, mai exact, constituentii nucleelor atomice. Centrul European de Cercetare Nucleara vrea sa reconstituie in laborator aceasta supa fundamentala a materiei. Cum? Fascicule de protoni sint puse in miscare de cel mai mare accelerator de particule din lume, denumit LHC. Cind ajung sa prinda o viteza aproape de cea a luminii, fasciculele se intilnesc din directii opuse. Astfel, se produc ciocniri la cele mai inalte energii observate in laborator, simulind conditiile aparitiei Universului.

CE SPUNEAU CERCETATORII. In punctele de intersectie ale fasciculelor de protoni, patru mari detectori – botezati de cercetatori Alice, Atlas, CMS, LHCb – vor inregistra toate fenomenele din timpul evenimentelor respective. “Atlas va incerca sa explice misterele conceptului de masa, mai exact aparitia masei cuarcilor, constituentii de baza ai protonilor si neutronilor si ai leptonilor, o clasa de particule care include electronul”, a explicat Mihai Caprini, unul dintre fizicienii romani care lucreaza la CERN pentru conceperea calorimetrului, unul dintre componentele detectorului. Detectorul a fost construit cu scopul de a determina energiile, directiile si identitatea tuturor particulelor nou-formate in urma ciocnirii celor doua fascicule de protoni. Se estimeaza ca vor fi aproximativ 1.000 de milioane de ciocniri pe secunda.

DESIGN. Laboratoarele CERN seamana bine intre ele: in mijlocul incintei se afla detectorii de mii de tone, pusi circular in jurul acceleratorului, mii de fire electrice facind legatura dintre ei si exterior. “Alice este prescurtarea de la A Large Ion Collider Experiment si seamana intr-un fel cu cartea Alice in Tara Minunilor, deoarece vom explora o cu totul alta dimensiune a timpului si spatiului… La Alice, vor fi ciocniri de citeva zeci de mii de particule pe minut. Iar ca sa putem realiza acest lucru, in interiorul detectorului se va crea o temperatura de 100.000 de ori mai mare decit cea din centrul Soarelui”, ne-a explicat Sorina Popescu, fizician venit acum sapte ani la CERN. Volumul de date produse la Alice in fiecare ciocnire (ce are loc la fiecare 25 de nanosecunde) este echivalentul a 3 CD-uri de 700 de Mb scrise pe minut, iar daca ar fi sa punem CD-urile scrise unul peste altul… intr-un an de functionare al Alice, am construi o coloana inalta de 5 km.

“Nu exista nici un risc”

Un om de stiinta german a reclamat la CEDO experimentul de la CERN, sustinind ca ciocnirea particulelor ar putea crea o gaura neagra ce ar inghiti planeta. Directorul Institutului de Fizica si Inginerie Nucleara “Horia-Hulubei”, Nicolae Zamfir, garanteaza ca nu se va intimpla acest lucru.

* Jurnalul National: Ce se intimpla exact azi la CERN?

Nicolae Zamfir: Miine (nr. red. – azi) nu e nici un experiment. Va fi doar un test, a mai fost unul luna trecuta, fiindca vor sa vada daca fasciculul de protoni merge pe intreg acceleratorul. Este testul acceleratorului, nu testul detectorului. Pe 21 octombrie este inaugurarea oficiala a acceleratorului, atunci va fi evenimentul major, cu participarea sefilor de state membre.

* Pe ce se bazeaza cercetatorul care sustine ca s-ar crea gauri negre daca incepe experimentul?

Se prespune ca exista in Univers citeva puncte care au un cimp gravitational mult mai puternic decit stelele si este atit de puternic acest cimp gravitational ca atrage si lumina. Deci, se presupune ca este o acumulare mare de masa. Pentru ca asta genereaza cimp gravitational puternic. Acum, posibilitatea de a se forma gauri negre de la acest accelerator este imposibila. Va dati seama ca ar trebui sa existe o acumulare de masa foarte mare ca sa se formeze aceste gauri negre. Energia unui proton este mai mica decit energia unei muste. Deci n-are cum sa se formeze atita masa si, implicit, gauri negre. In al doilea rind, sintem bombardati sistematic, in mod natural, de protoni de energie mare. Scopul CERN-ului este de a produce in laborator, ca sa poti sa decodifici datele, fenomene care oricum se produc in natura.

* Dar se spune ca vor fi energii uriase in acceleratorul respectiv…

Sint energii mari in termenii fizicii particulelor elementare, un fascicul nu va avea o energie mai mare decit a unei muste.

* De ce credeti ca acel cercetator a lansat o astfel de teza, ca CERN-ul este un monstru?

Si in stiinta sint oameni care au tot felul de idei… dar asta nu inseamna ca trebuie sa fie si adevarate.
Studenti la CERN

* Dar acest experiment ar avea totusi un risc?

Nu. La o asa aventura stiintifica, riscul este sa nu-ti mearga acceleratorul si detectorii. Atitea teste s-au facut ca nu exista asemenea riscuri. Ce s-ar putea intimpla? Care sint cele doua scenarii posibile? Sa se spuna, dupa analiza datelor, da – modelele pe care le-ati creat sint bune. Sau invers.

* Deci, un risc pentru oameni nu exista, doar unul teoretic…

Absolut nici un risc. s

* Noi nu sintem membru CERN. Vom fi? A acceptat Guvernul sa cotizeze anual pentru experiment?

Da. A fost analizat dosarul Romaniei, raspunsul este favorabil si urmeaza probabil la sfirsitul anului sa fim admisi ca membru. Cotizatia noastra va fi probabil sub 1% din bugetul CERN-ului, iar acesta este cam un miliard de franci elvetieni pe an. Toata Europa este membru CERN, in afara Romaniei si a fostelor state iugoslave. Vom intra si noi in rindul lumii.

* Care ar fi avantajele?

Toate contractele economice se dau prioritar tarilor membre. De exemplu, Finlanda furnizeaza toata hirtia de la CERN. De la cea igienica la cea de calculator. Alte tari dau partea electronica. Ca furnizor al CERN, Romania are de cistigat.

* Dar nu primim bani de la CERN sa investim in aparatura.

Nu. Un alt avantaj ar fi ca studentii se pot duce sa faca practica, si acum sint citiva acolo, insa nu pe baza institutionala. Atunci, studentii nostri se vor pregati la CERN.

* Romania cu ce a contribuit pina acum la experiment?

Cu specialisti pentru detectorul de la Alice, calorimetrul de la Atlas, prin calcule, analiza datelor…

* Citi romani sint acum la CERN din partea Institutului de la Magurele?

Cam 60-70. Sint si de la Politehnica, de la Institutul de Stiinte Spatiale, de la Universitatea Timisoara dar 90% vin de la Magurele.

Web-ul s-a nascut la CERN
GRID-ul este un soi de infrastructura informationala cu scopul de achizitiona cantitati uriase de date, de ordinul 10 Petabytes anual, de la detectorii respectivi. Ramino Voicu, un inginer IT-ist roman care lucreaza la CERN ne explica in ce consta experimentul.

* Jurnalul National.: Ce inseamna GRID?

Ramino Voicu: Sunt multe definitii posibile, care mai de care mai complicate. Foarte pe scurt: “GRID-ul poate fi vazut ca un super-calculator distribuit, peste Internet, pentru partajarea resurselor de calcul si de stocare”.

* Ce putere de stocare are acest GRID?

Doar in cadrul experimentului de la CERN sunt produse circa 10 Petabytes de date anual ( circa 15 mii de CD-uri). Mai sunt si alte domenii (biologie, seismologie) care folosesc GRID-ul, insa fiecare sunt variatii de la aceeasi idee initiala. Nu exista inca o platforma comuna, general acceptata, asa cum este Internet-ul, insa sunt mai multe initiative de standardizare.

* Cum ati ajuns sa lucrati acolo si de cit timp? Va place?

Aici am ajuns sa lucrez printr-un proiect comun in 2002 intre Facultatea de Automatica, California Institute of Technology(CALTECH) si CERN. Proiectul este parte din citeva distributii de GRID si se numeste Monalisa. O consider o experienta foarte buna din punct de vedere profesional.

* Pina acum ati lucrat “in orb”? Adica ati simulat ca stringeti date de la accelerator?

S-au facut intr-adevar destul de multe simulari. Au existat si date reale de la experimentul trecut, care se numea LEP. LEP a fost operat prin acelasi tunel ca si experimentul actual, LHC, diferenta fiind ca se accelerau si ciocneau electroni si pozitroni (antiparticula electronului), in timp ce in experimentul actual se vor ciocni protoni si antiprotoni.

* Cum va revolutiona GRIDUL computerul? Il va revolutiona, nu?

Nu cred ca se poate spune clar daca il va revolutiona sau nu. Poate pe viitor chiar va avea succesul pe care il are Internetul in ziua de
astazi, sau poate va fi considerat parintele unui alt proiect de succes, asa cum, de exemplu, parintele Internetului este considerat ARPANET.
Succesul Internetului se datoreaza in primul rind World Wide Web, sau web pe scurt, despre care cred ca putini sunt cei care stiu ca a aparut pentru prima data aici, la CERN.

* Cit timp stati in laboratoarele CERN? Aveti un program extenuant?

Programul de lucru este normal, in principiu 9.00 – 18.00. Poti veni insa oricind, chiar si noaptea daca se intampla sa apara ceva… La inceput mi s-a parut greu si interesant in acelasI timp, as putea zice extenuant. Acum insa consider ca nu mai e obositor deloc, probabil si cu experienta acumulata.

Sursa: Adevarul

LĂSAȚI UN MESAJ

Please enter your comment!
Please enter your name here