Puno se prašine diglo posljednjih nekoliko godina oko jednog od najvećih eksperimenata u povijesti čovječanstva - gradnje i pokretanja najvećeg ikad izgrađenog akceleratora čestica. Nazivaju ga najskupljim i najboljim, ali i najopasnijim, a neki uz njega spominju i Boga, neki i đavla, poguban stroj koji može uništiti zemlju mikrocrnim rupama, recimo.

Podsjetimo, CERN je europska znanstvena organizacija koja je odgovorna za upravljanje znanstvenim eksperimentima koji se održavaju u najvećem ubrzivaču čestica na svijetu. Osnovalo ga je 1954. godine 12 europskih zemalja. Ono o čemu većina misli kada se priča o CERN-u i ono što pobuđuje najviše pitanja je zapravo LHC - veliki hadronski sudarač. Njegova gradnja je počela 1998. godine pokraj Ženeve, u Švicarskoj, a trajala je do 2008., kada je uspješno izveden prvi eksperiment.

LHC je sagradilo, financiralo i njime upravlja 20 europskih zemalja. Uz vanjske suradnike, među koje se ubraja i Hrvatska, izravno je u projekt uključeno 80 svjetskih zemalja. Za gradnju je potrošeno oko 7,5 milijardi eura, dok LHC godišnje troši milijardu eura. Njemačka, kao glavni financijer, godišnje ulaže gotovo 200 milijuna eura ili, drugim riječima, svaki od 80 milijuna stanovnika Njemačke godišnje treba izdvojiti 2,5 eura za financiranje najvećeg eksperimenta u povijesti.

U CERN-u radi i 2.400 stalnih zaposlenika koji nisu znanstvenici i koji brinu o logistici i infrastrukturi organizacije, osiguravaju da sve bude na vrijeme i da sve radi kako treba. Približno 10.000 znanstvenika, sa 608 svjetskih instituta iz 113 zemalja u CERN-u rade kao znanstvenici suradnici. I to na određeno vrijeme, na unaprijed dogovorenim projektima, nakon čega se vraćaju u svoje institute. Među takvim nalazi se i 20 znanstvenika iz Hrvatske.

Nedavno sam imao priliku posjetiti CERN kao dio grupe. Cjelodnevni posjet je uključio predavanje, obilazak muzeja, spuštanje 100 metara pod zemlju i razgledavanje jednog od detektora. Sve su organizirali zaposlenici doktorandi koji su to sve odradili volonterski. Možda razočaravajuće za mnoge koji tragaju za senzacionalizmom, ali veći dio CERN-a koji smo imali priliku vidjeti izgleda kao bilo koji drugi industrijski pogon: veliki hangari, ljudi u radnim odijelima, posvuda strojevi i obvezne zaštitne kacige na glavama, koje se čak prodaju i kao suvenir. Posjetili smo i urede gdje su znanstvenici smješteni. Oni su opremom i izgledom još uvijek u 80-ima i jako podsjećaju na prosječan hrvatski ured neke općine ili porezne uprave.

PROROCI I CRNE RUPE

No, u CERN-u se novac troši samo na ono za što je i predviđen - na znanost. Na makroekonomskoj razini LHC zapravo nije skup projekt kako ga prikazuju. Ono zbog čega LHC kritiziraju mnogi uključujući i neke znanstvenike jest centralizacija trošenja novca na samo jednu stvar - akcelerator. S druge strane, razni “proroci” sudnjeg dana histerično galame kako će LHC uništiti svijet, da će stvoriti crnu rupu koja će nas progutati. Međutim, takvi se ne pitaju (ili ne znaju) kako to da se u atmosferi, u koju kozmičke zrake s mnogo većom brzinom i energijom svakodnevno udaraju, već nisu stvorile takve crne rupe ili prouzročile druge poremećaje. Uostalom, još smo uvijek tu, još smo živi, i ljudi i Zemlja.

U LHC-u, u ljeto 2012. godine, objavljeno je kako su 99.99994% sigurni u postojanje Higgsovog bozona. No, do 2012. nitko u povijesti nam nije nam mogao odgovoriti na pitanje zašto postoji masa? Ni ja nisam siguran kako sve to razumijem, no moglo bi pomoći malo analogije. Primjerice, zamislite da hodate kroz vodu dubine pola metra, a vaš prijatelj na dubini od metra. Oboje inzistirate hodati na baš tim dubinama i ništa vas neće natjerati da se predomislite. Tko će se teže kretati kroz vodu? Naravno, to će biti vaš prijatelj jer je u vodi dubine metar, pola metra više nego vi. Jezikom fizike, čestica, voda koja stvara otpor kretanju, odgovara Higgsovu polju koje stvara Higgsov bozon, a vi i vaš prijatelj ste drugačije čestice jer preferirate hodati drugačijim dubinama i zbog različite interakcije s Higgsovim poljem (vodom) imati ćete različite mase. Stoga će vaš prijatelj biti teži jer voda više djeluje na njegovo kretanje. Dakle, Higgsov bozon čini Higgsovo polje koje je svuda oko nas gdje interakcija čestica i polja daje toj čestici masu. Sve do sada ta ključna informacija nedostajala je u fizici elementarnih čestica.

LHC u hrvatskom prijevodu znači Veliki hadronski sudarač. Zašto je toliko velik i što se uopće tamo sudara? Zamislite na trenutak da ste opet znatiželjno dijete i da imate vlakove načinjene od lego kockica. Zanima vas od kakvih i koliko kockica su napravljeni, ali vlakovi su u tunelu i ne možete do njih rukama. Na vašu sreću, tunel nije potpuno zatvoren, već postoje šupljine gdje može proći najviše jedna kockica. Ako ste kreativni, sudarit ćete dva vlaka iz suprotnih smjerova i nadati se da će se raspasti i da će jedna kockica izletjeti na svjetlo dana, pred vas na promatranje. Također, primijetit ćete da što ih više ubrzate prije sudara, vjerojatnost da dobijete kockicu vani je veća.

Komplicirano ili ne, ako ste razumijeli ovaj primjer, razumijet ćete i osnove LHC-a. U LHC-u umjesto vlakova, ubrzavaju se pozitivno nabijeni protoni (hadroni) koji putuju na tračnicama elektromagnetizma proizvedenog s najjačim elektromagnetima na svijetu, koji (uz sve to) moraju biti ohlađeni na -271 Celzijev stupanj kako bi postigli stanje supravodljivosti, jer inače bi se pregrijali i otopili (kvar 2008. godine je bio baš zbog toga). Tunel je dug 27 kilometara, i to zbog vrlo jednostavnog razloga. Sama priroda kružnog gibanja govori nam da što je zavoj blaži, veće brzine su ostvarive. Primjer iz svakodnevnog života je da brže možete projuriti kroz blagi nego oštar zavoj. LHC je upravo one veličine koja dopušta ubrzanja protona za proizvodnju Higgsovog bozona.

Detektori su pak posebna priča jer su jedno od najvećih tehnoloških postignuća u povijesti čovječanstva. Čestice nastale sudarima detektiraju se na temelju brzine, mase, naboja i putanje, i to najmodernijim tehnološkim postignućima. Dijelovi su sklapani po cijelom svijetu, dovezeni u ogromne hangare sagrađene samo za sastavljanje iznad podzemnog tunela, te spuštani iz hangara na 100 metara dubine. Postoji ih ukupno 6 uzduž LHC tunela, a ATLAS, najveći od njih, visine je 46 metara, dug 25 i teži gotovo 7.000 tona. Upravo ATLAS je odgovoran za pronalazak Higgsovog bozona. Ostali detektori pomažu fizičarima u rješavanju drugih aktualnih problema kao što su stanje materije prilikom nastanka svemira, tzv. Big Banga, sastava tamne tvari, podrijela antimaterije, postojanja ekstra dimenzija, ispravnosti teorije struna, itd.