In apropierea Genevei, la 100 m in subteran, se afla complexul CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire), cel mai mare laborator stiintific din lume si unul dintre cel mai putin pazite.
Grupuri de turisti vin zilnic sa viziteze segmente ale complexului, in mare parte deschise publicului, plecand cu suveniruri, ca tricourile inscriptionate cu adresa primului site web din lume – nascut aici – sau sepci pe care scrie Big Bang, unul dintre subiectele cercetarilor de acum.
Intrebarea de ce a fost ales acest loc pentru construirea acum 50 de ani a celui mai mare laborator de cercetari nucleare, initial o investitie a doar 12 state, nu-si mai are rostul odata ajuns in acest colt din linistita, dar mai ales neutra Elvetie. Aici, seria anecdotelor cu cei trei cercetatori de nationalitati diferite si-ar gasi variante in toate combinatiile posibile.
CERN are 2.600 de angajati permanenti, iar aproape 8.000 de oameni de stiinta si ingineri din 80 de tari, inclusiv din Romania, adica jumatate din comunitatea celor care studiaza fizica particulelor, lucreaza la experimente din cadrul acestui institut.
Majoritatea lor sunt angrenati in cel mai mare experiment al CERN de pana acum, ce va avea loc cel mai probabil in luna mai.
Una dintre conditiile desfasurarii la aceasta data este ca tunelul subteran sapat la 100 de metri adancime sub pamant si care are o circumferinta de 27 de kilometri sa fie complet functional.
Dintr-un punct al acestui inel vor fi eliberate particule in directii opuse la o viteza de 99,98% din cea a luminii. In partea opusa a acestui punct al celui mai mare accelerator de particule se afla Atlas, o masinarie metalica adapostita in cea mai mare dintre camerele subterane, cu volumul comparabil cu cel al catedralei Notre Dame din Paris.
De ce ar vrea cineva sa ciocneasca particule minuscule (protoni) intr-o arie atat de mare? Pentru ca in acest fel ar fi recreate conditiile imediat urmatoare declansarii Big Bang, la o scara mult mai mica.
Pana acum, cercetarile de acest fel au fost duse la capat de astronomi. Urmand principiul ca dupa „explozia“ initiala universul se dilata permanent, teoria spune ca ar trebui sa observi corpurile aflate la marginea lui pentru a afla care este sursa intregii materii din univers.
Cel mai avansat observator direct catre zonele indepartate ale universului este telescopul Hubble. Datele primite de la acesta au ajutat oamenii de stiinta sa afle compozitia din care era format universul la 400 de milioane de ani dupa Big Bang, moment relativ apropiat de acest eveniment, daca ne gandim ca varsta totala a universului este estimata la aproximativ 15 miliarde de ani.
Pentru intoarceri in timp si mai extinse e nevoie de un telescop si mai puternic. Vestea proasta pentru comunitatea astronomilor este ca marginea universului se departeaza permanent, ceea ce scade exponent ial sansele de a crea un telescop suficient de performant incat sa permita observatia directa a „marginii universului“.
Asa ca fizicienii de la CERN incearca sa reproduca in Elvetia, in conditii de laborator, auspiciile sub care au stat inceputurile materiei.
Cu cat circumferinta inelului traversat de particule este mai mare, cu atat analiza fizicienilor poate merge mai aproape de momentul Big Bang. De aceea, astfel de laboratoare de mari dimensiuni mai exista si in Statele Unite – cel al Universitatii Stanford si Fermilab de langa Chicago.
Cel din Geneva, numit LHC (Large Hadron Collider), este insa cel mai mare. „La CERN vom putea primi date despre cum era universul la 10 la puterea -12 secunde dupa Big Bang. Adica 1 impartit la un numar cu 12 zerouri secunde“, spune Markus Nordberg, unul din fizicienii implicati si in managementul CERN, dar si ghid ocazional al complexului.
Nordberg pomenes te numere foarte mici sau colosal de mari cu aceeasi familiaritate cu care trece de toate portile high-tech de securitate ce conduc la liftul cu doar doua butoane care coboara la Atlas, una din putinele zone pazite ale complexului. Atlas, mecanismul prin ochii caruia fizicienii vor putea observa o coliziune in direct a particulelor care parcurg cei 27 de kilometri de 14 milioane de ori pe secunda, poate fi privit ca o camera de fotografiat.
Doar ca in loc de cei cativa megapixeli ai unei camere foto obisnuite, Atlas are miliarde de gigapixeli. „Obiectele pe care le observam aici au diametrul 10 la -18 metri. Acuratetea pe care o folosim ne-ar permite sa observam cum se schimba greutatea muntilor Alpi cand un fulg de zapada cade pe Mont Blanc“, spune Nordberg.
La momentul coliziunii particulelor, cercetatorii de aici vor pune la incercare in practica validitatea unor teorii. Una dintre ele, emisa de profesorul scotian Peter Higgs in 1964, argumenteaza de ce unele particule au masa si altele nu (de exemplu, fotonii din care este compusa lumina nu au).
Gasirea asa-numitei „particule a lui Higgs“ ar raspunde la o intrebare aparent banala, dar neelucidata pana acum: ce este masa? Cu atat mai important cu cat cei mai multi fizicieni cad de acord acum ca o buna parte a masei din univers a disparut inexplicabil.
Rezultatele experimentului de aici ar putea contrazice teorii ale unor fizicieni celebri sau ar putea la fel de bine genera premii Nobel pentru altii, pentru ca forul suedez premiaza doar conceptele teoretice care au fost validate in practica.
„Daca crezi in legile fizicii, atunci ar trebui sa fie mult mai multa masa decat putem noi masura. Putem vedea doar 3,5% din masa universului care ar trebui sa existe. Asa ca trebuie sa ne dam seama unde e 96,5% din univers? Cumva a disparut, iar asta e o adevarata problema“, spune Markus Nordberg.
Rezolvarea ei ar putea confirma existenta unei sau a mai multor notiuni futuristice, ca materia intunecata, energia intunecata si dimensiunile paralele. Sau le-ar putea contrazice pe toate.
„Trebuie sa gasim particula lui Higgs. Daca nu o gasim, inseamna ca e ceva gresit in legile fizicii pe care le folosim acum“, explica fizicianul una din mizele experimentului.
„Vom fi incantati si usurati sa gasim aceasta particula in experimentul nostru, dar unii spun ca ar fi mai interesant sa nu o gasim. Si sunt de acord cu asta, ar fi intr-adevar incitant, dar vom avea probabil niste probleme in a gasi explicatii, catre guvernele care ne finanteaza, de ce au investit in ultimii 40 de ani 45 de miliarde de dolari in CERN“, expune Nordberg, de data aceasta din postura de gestionar al bugetului.
Sumele cheltuite aici sunt atat de mari, incat a fost aleasa o cale indirecta de finantare a proiectului, care sa ocoleasca aparatul fiscal al Elvetiei. Contributia celor 20 de state membre (Romania are doar statut de observator) se realizeaza prin livrarea gratuita de echipamente sau acoperirea costurilor de salarizare pentru fizicienii fiecarei tari (jumatate din bugetul de aproximativ un miliard de dolari pentru anul acesta reprezinta salarii).
De exemplu, structura metalica a detectorului Atlas a fost realizata in Marea Britanie si livrata direct „la usa“ CERN. O alta componenta, un calorimetru de dimensiuni foarte mari, a fost livrat elvetienilor de Romania.
Conform oficialilor CERN, contributia tarii noastre in acest proiect a fost anul trecut de aproximativ 700.000 de franci elvetieni (circa 425.000 euro). Iar acest calorimetru, un instrument care va masura energia degajata in timpul experimentului din mai, are cea mai mare pondere financiara in cadrul sprijinului oferit de Romania.
O alta componenta importanta o reprezinta cei 16 doctori in fizica de la Institutul National de Fizica Horia Hulubei care lucreaza din Geneva la acest proiect.
Alti peste 70 de fizicieni si ingineri asista din Romania si sunt activ implicati in cercetarile de la CERN. Dar exista presiuni din partea unor state – si Marea Britanie e probabil exponentul lor – de a reduce sau chiar taia complet bugetul experimentului LHC. Anul trecut, la 14 decembrie, delegatia britanica s-a abtinut de la votul unei (noi) cresteri de buget la CERN.
Reprezentantii Londrei si-au motivat alegerea prin faptul ca o crestere de buget in Elvetia ar duce la pierderi de locuri de munca pentru fizicieni oriunde in alta parte a lumii, datorita faptului ca ar antrena si mai multe persoane in proiect. Cu cateva zile inainte, Anglia isi anunta retragerea sprijinului financiar pentru International Linear Collider (ILC), un proiect similar de 8 miliarde de dolari, in Statele Unite.
De fapt, chiar si Congresul american dezbate oportunitatea finantarii ILC. Totusi, votul pentru cresterea bugetului la CERN a fost pozitiv. Poate si datorita faptului ca, istoric vorbind, investitiile in complex sunt practic deja recuperate. In 1989, Tim Berners-Lee a inventat „world wide web“, modalitatea prin care sunt interconectate toate documentele ce compun internetul.
„Putem spune ca suma investitiilor in CERN e neglijabila daca ne gandim ca aici am inventat web-ul. Industria web, incluzand tot internetul si toate tranzactiile din spate, inseamna 200 de miliarde de dolari anual“, spune reprezentantul CERN, referindu-se la industria echipamentelor hardware pentru companiile care ofera servicii de acces internet.
