Denník N

Je chladnejší ako vesmír. V urýchľovači v CERN-e sa vracajú na milióntinu sekundy po veľkom tresku

Detektor ATLAS (na snímke) na Veľkom hadrónovom urýchľovači v CERN-e pozoroval v roku 2012 spolu s experimentom CMS Higgsov bozón, laicky niekedy nazývaný „božská častica“. Foto – CERN/Maximilien Brice
Detektor ATLAS (na snímke) na Veľkom hadrónovom urýchľovači v CERN-e pozoroval v roku 2012 spolu s experimentom CMS Higgsov bozón, laicky niekedy nazývaný „božská častica“. Foto – CERN/Maximilien Brice

V CERN-e objavili nielen Higgsov bozón, ale skúmajú aj temnú hmotu a energiu. Položili však aj základy webu a vyvíjajú nové metódy na liečbu rakoviny. Denník N strávil dva dni v CERN-e.

Ešte v 70. rokoch používali v CERN-e hmlové komory. Keď nimi častica prešla, zanechala za sebou stopu, podobne ako lietadlá na oblohe.

Zboku komory sa stopa vyfotila a následne sa prekreslila na papier. Keďže magnety zakrivili dráhu častice, z jej smeru vedeli určiť náboj. Uhlomermi zase premerali zakrivenie dráhy, aby stanovili jej hybnosť. Takýchto ručných nákresov spravili v CERN-e ohromných 300-tisíc.

Tieto časy sú nenávratne preč. Dnes spravia v CERN-e takých fotografií 600 miliónov. Každú sekundu!

Teplota 200-tisíckrát vyššia ako v strede Slnka

Ako to dokážu? Aj vďaka tomu, že v CERN-e vybudovali jedno z najprázdnejších a najchladnejších miest v celom vesmíre. Zatiaľ čo vesmír sa ešte stále trošku ohrieva po veľkom tresku, takže má teplotu 2,7 kelvinov, vo Veľkom hadrónovom urýchľovači (LHC) klesá teplota na viac ako mínus 271 stupňov, takže je necelé dva kelviny nad absolútnou nulou.

To však zďaleka nie je všetko, čo sa týka extrémnych podmienok vo Veľkom hadrónovom urýchľovači (LHC). Zariadenie leží na švajčiarsko-francúzskej hranici, má 27 kilometrov a zrážajú sa v ňom jadrá olova, ale predovšetkým protóny. Zväzok častíc je tenší ako vlas a letí vo „vláčiku“, ktorý tvorí skoro 3-tisíc vagónov, z nich každý obsahuje 100 miliárd častíc.

Tie letia proti sebe a zrážajú sa v mieste detektorov. Keďže letia takmer rýchlosťou svetla, 27-kilometrovú trubicu urýchľovača prekonajú každú sekundu (!) 11-tisíckrát a za uvedený čas sa zrazí 20 až 80 častíc. Pri zrážke sa lokálne vytvorí teplota, ktorá je 200-tisíckrát vyššia ako teplota v strede Slnka.

V roku 2012 vytvorili v LHC teplotný rekord, keď dosiahli teplotu 5×1012 kelvinov, ktorá v reálnych podmienkach existovala iba tesne po veľkom tresku. Zápis je aj v Guinnessovej knihe rekordov.

V CERN-e majú aj najväčší teplý magnet na svete. Váži zhruba toľko, čo Eiffelova veža v Paríži, čiže 6 miliónov kilogramov. V čase konania experimentu sa zatvára ako dvere, no je taký obrovský, že to trvá dva dni.

Magnety, ktoré zatáčajú zväzok protónov či jadier olova alebo ho stláčajú, aby sa nerozbiehal, sú zo zvláštnej zliatiny utkanej z 270-tisíc kilometrov prameňov. Aby toho nebolo málo, tieto pramene sa skladajú z ešte menších vlákien, ktoré by sa zo Zeme na Slnko dali natiahnuť päťkrát. Tam a späť.

Veľký hadrónový urýchľovač (LHC) je v tuneli pod zemou, má obvod 27 kilometrov. Zväzky protónov a jadier olova zatáčajú takzvané dipóly, čiže magnety s dvomi pólmi (modrou farbou). Foto – CERN/Daniel Dominguez

Spustenie Veľkého hadrónového urýchľovača (LHC) vyžaduje 12-tisíc krokov a len na experimente ALICE na LHC kontrolujú v reálnom čase milión parametrov.

Urýchľovač LHC je pod zemou, aby ho chránili pred kozmickým žiarením. Aby bol výpočet dráhy častíc v LHC čo najpresnejší, do úvahy berú aj slapové javy, ktoré vznikajú pôsobením gravitácie Mesiaca.

CERN má vlastnú colnicu a niekedy sú zariadenia také veľké, že za mernú jednotku používajú celý kamión. CERN má takú spotrebu energie ako celý ženevský kantón.

400-tonový vlak zastavený na ôsmich metroch

V CERN-e sme boli dva dni, aby sme to všetko videli na vlastné oči.

Keďže je Veľký hadrónový urýchľovač momentálne odstavený (do roku 2021), mohli sme sa pozrieť aj na miesta, kam sa bežne nedá dostať. Počas odstávky na urýchľovači prebieha servis a modernizuje sa.

Prvý deň pobytu klesáme

Tento článok je exkluzívnym obsahom pre predplatiteľov Denníka N.

CERN

Podcast Denníka N

Teraz najčítanejšie