Duboko ispod zemlje, u 27 kilometara dugom kružnom tunelu, skriva se LHC ili veliki hadronski sudarivač, odnosno dosad najmoćniji ubrzivač čestica. Tu se pri nevjerojatnim brzinama sudaraju čestice, a njihovim sudaranjem mogu nastati neke posve nove čestice, dosad skrivene ljudskom oku.
Detektori koji su ih u stanju prepoznati veličine su zgrade. U jednom takvom detektoru visine peterokatnice smješten je i ALICE, na kojem su radili i stručnjaci sa zagrebačkog PMF-a i stručnjaci s Fakulteta strojarstva i brodogradnje u Splitu.
"Misija CERN-a i najvažnija stvar koju CERN radi je ispitivanje prirode. Što se događalo i kad je stvoren svemir, od čega je sastavljen svemir, kako će svemir dalje evoluirati. Znači, neke najfundamentalnije i najosnovnije stvari u prirodi... ALICE je jedan od četiri detektora na LHC-u. On je specijaliziran za fiziku teških iona. Osim što sudaramo protone, sudaramo i ione olova. Zašto to radimo? Zato što ioni olova imaju mnogo više protona. Onda se tu stvori jedna ''juha'' i pokušavamo pronaći kvarkovsko-gluonsku juhu koja je vrlo vjerojatno postojala kad je stvoren svemir. Praktički, u samom Velikom prasku“, objasnio je znanstvenik Ivica Puljak.
Najvrelije mjesto u galaksiji
Kako bi se čestice mogle ubrzavati gotovo do brzine svjetlosti, potrebni su magneti koji će ih ubrzavati. Pogađate, i oni su najveći koji postoje na svijetu.
"Plava cijev je jedan dipolni magnet. Takvih dipolnih magneta u tunelu, u LHC-u, ima 1200. Svaki košta milijun eura, što znači da sve zajedno ima više od milijardu eura takvih magneta u LHC tunelu... U magnetima su supravodiči koji provode struju od nekoliko milijuna ampera. Ovi magneti su ohlađeni na temperaturu od -271 Celzijev stupanj, što znači da je to najhladnije mjesto u našoj galaksiji", rekao je Puljak.
U jednom je sudaru čestica u detektoru Alice izmjerena temperatura od pet i pol bilijuna stupnjeva, što je 250.000 puta viša temperatura od one u Sunčevoj jezgri pa je tog trenutka CERN bio i najvrelije mjesto u galaksiji. Ništa od toga ne bi bilo moguće bez goleme brzine koje čestice postižu u akceleratoru.
"U magnetima su dvije cijevi kroz koje prolaze protoni u jednom i drugom smjeru. Kad ti protoni cirkuliraju u ovim magnetima, praktički putuju brzinom svjetlosti, što je 300.000 kilometara u sekundi! Kako je tunel dug 27 kilometara, znači da u jednoj sekundi proton napravi 11.000 krugova ili 7 i pol puta napravi krug oko cijele Zemlje. I onda kad smo ih dovoljno ubrzali, onda te snopove sudarimo i u tom sudaru se dogodi isto što se dogodilo kad je nastao sam svemir. Mi u tim sudarima rekonstruiramo praktički kad je bio Veliki prasak", rekao je Puljak.
Zbog toga su morali smisliti kamere koje snimaju 40 milijuna fotografija u sekundi. Računalo zatim analizira koje od njih će sačuvati, a čuvanje i obrada podataka gotovo su jednako zahtjevni kao sudaranje čestica. Svi podaci stižu u "data room", gdje se pohranjuju. Tome služi čak 15.000 servera, a svake sekunde njima do znanstvenika diljem svijeta kola 60 gigabajta podataka.
CERN troši struje jednako kao i nekoliko kilometara udaljena Ženeva. Stotine petabajta podataka čuvaju se na magnetnim trakama, desetljećima staroj, ali i dalje jako pouzdanoj tehnologiji. Preko javno dostupnih CERN-ovih servera 1991. kolalo je 80 % svjetskog internetskog prometa.
Da je netko htio, mogao je isključiti, ne samo Hrvatsku već i cijelu jednu Njemačku s interneta. Međutim, znanstvenici ovdje rade za dobrobit ljudi.
Otkriće web stranice
Jedno otkriće s CERN-a promijenilo je živote svih nas - web stranica. U zadnji su se čas sjetili kako bi ovaj izum trebali patentirati prije neke komercijalne tvrtke koja bi naplaćivala svaki klik mišem. Tehnologija je zbog CERN-a postala dostupna svim ljudima svijeta - i to besplatno.
Od njegova otkrića do danas u prosjeku je nastajalo više od 180.000 web stranica - na dan. Danas postoji oko dvije milijarde internetskih stranica i više ne možemo niti zamisliti svijet bez njih. Ni moderna medicina se ne može zamisliti bez detektora za stanice raka koji se koriste u PET skenerima i uređajima za magnetsku rezonancu. To su rezultati pomoćnih tehnologija koje su u CERN-u razvijene za ono glavno, a to je ipak - potraga za novim česticama.
Jedan od znanstvenika, odgovornih za velik računalni sustav u kojem se odabiru i analiziraju sudari čestica jest i Hrvat Srećko Morović. Nakon što je prošao strogi biometrijski nadzor koji je potvrdio kako je ovlaštena osoba spuštamo se sto metara ispod zemlje. Najdublje što je većina ljudi ikad bila.
Imamo sreću što možemo snimiti CMS, kompaktni mionski solenoid, najveći i najkompliciraniji stroj sagrađen u znanstvene svrhe. Dok radi, stvara magnetsko polje koje je 100.000 puta jače od magnetskog pola Zemlje i radijacija bi nas odmah ubila.
No sad je, kao i ostatak najvažnijih strojeva u CERN-u, ugašen zbog održavanja i nadogradnje. Ovdje je u sudaru čestica nastao i famozni Higgsov bozon. Čestica koja je pedeset godina postojala - samo u teoriji.
Božja čestica
Tog 4. srpnja 2012. čitav se svijet radovao sa znanstvenicima s CERN-a. Ali, malo je tko, osim njih, znao zbog čega se točno raduju. Teško je običnom čovjeku shvatiti što je zapravo i čemu uopće služi ta "Božja čestica", kako su je ljudi senzacionalistički prozvali.
"Higgsov bozon daje masu svemu. On je čestica koja svojom interakcijom daje masu svim ostalim česticama. Bez toga bi se sve čestice možda kretale brzinom svjetlosti. On definira svemir kakav je", objasnio je znanstvenik Srećko Morović.
"Teorija koja se razvila oko Higssovog bozona bila je jako privlačna i elegantna. Ona je objašnjavala nešto za što stvarno nismo imali jako dobru ideju, a to je kako čestice dobivaju svoju masu. Postojanje Higgsovog bozona je jako elegantno objašnjenje za to elementarno pitanje. Nakon 50 godina rada uspjeli smo napokon otkriti Higgsov bozon, što je bio velik uspjeh za fiziku elementarnih čestica", rekla je Senka Đurić iz CMS-ovog eksperimenta
I Senka je već 12 godina povezana s CMS eksperimentom i istraživanjem Higgsovog bozona, odnosno, još od studija u Zagrebu i doktorata na Institutu Ruđer Bošković. Fiziku elementarnih čestica, čemu je ona posvetila karijeru, nije lako objasniti nekome tko se baš ne razumije u znanost i kome je sve ovo - previše apstraktno.
"Ova istraživanja kojima se bavimo su baš temeljna, temeljna pitanja i to su uvijek bila pitanja koja su najviše obuhvaćala maštu znanstvenika - tko smo, što smo i od čega smo napravljeni? - To su pitanja koja zvuče vrlo jednostavno, ali na koja je jako, jako teško dati odgovor i treba jako puno vremena istraživanja i eksperimenata da bismo mogli odgovoriti na ta najelementarnija pitanja", objasnila je Đurić.
Ta su pitanja oduvijek zanimala ljude, ali nije bilo volje da se zajednički pokuša doći do odgovora. Zato je osnivanje CERN-a, Europskog centra za nuklearna istraživanja, bila velebna ideja poslijeratne Europe. Godine 1954. počela je gradnja Međunarodnog istraživačkog centra koji nije pod jurisdikcijom nijedne države, čak ni Švicarske ili Francuske na čijem se teritoriju nalazi. Mjesto je to na kojem se ne gleda s koje strane granice stižeš i kojim jezikom govoriš, već kako možeš pridonijeti svojim znanjem. I hrvatski znanstvenici imaju razloga za ponos.
"Naša grupa u Splitu radi na dizajnu i proizvodnji novog detektora. Mi ćemo ovaj dio detektora, koji je uništen velikim dozama radijacije, napraviti novi koji će početi raditi početkom 2026. godine", rekao je Puljak.
Hrvatska ove godine postala pridružena članica
U CERN-u je zaposleno oko 2500 ljudi. Oko 8000 znanstvenika iz 580 institucija diljem svijeta koristi se njegovim kapacitetima za svoja istraživanja. CERN čine 23 države stalne članice, a od 28. veljače 2019. Hrvatska je postala jedna od pridruženih članica.
"Ulazak u CERN prilika je za ostanak 'na pravoj strani željezne zavjese 4. industrijske revolucije' koja se neizbježno spušta i dijeli zemlje na one koje ulažu u znanost, razvoj i obrazovanje i tako si stvaraju priliku za budućnost i na one koje to ne čine", izjavila je 28.veljače 2019. ministrica znanosti i obrazovanja Blaženka Divjak.
"Ovo je praktički prvi put da sam na CERN-u kao pridruženi član CERN-a. Ja sam osobno iznimno ponosan jer na CERN dolazim već 26 godina, a ovo je prvi put da se osjećam ravnopravno", rekao je Puljak.
No, kritičari koji ne poznaju znanost, već je se boje, smatraju kako jedna Hrvatska ne bi smjela davati šest i pol milijuna kuna na godinu kako bi "kopala po opasnim tajnama svemira". Često se čuje čak i strah da će sudar čestica u akceleratoru uzrokovati nastanak male crne rupe koja će malo-pomalo progutati naš planet.
"Možda proizvedemo mikro crne rupe"
"Mi sigurno nećemo napraviti crnu rupu koja će progutati cijelu Zemlju, ali mi se nadamo da ćemo možda zaista proizvesti male, mikro crne rupe koje bi nam otkrile nove teorije za opisivanje prirode. Ali kad bismo ih i proizveli, te bi crne rupe nestale u istom trenutku i one nimalo nisu opasne za nas", rekao je Puljak.
"Veliko otkriće bilo bi otkriti novu silu u fizici, neku novu česticu koja još nije viđena. Mi smo otkrili Higgs prije nekoliko godina, ali to nije kraj. Istražujemo i dalje fazni prostor koji nije istražen nijednim instrumentom prije LHC-a. Zato trebamo jako puno godina prikupljati i analizirati podatke da bismo došli do toga", rekao je Morović.
Onom dijelu svijeta koji je opsjednut sitnim nacionalizmima, utrkom u naoružanju i koji je opsjednut novcem nije jasno zašto se daju milijarde eura za nešto čija svrha nije: biti komercijalno isplativ. A dio svijeta koji se boji napretka i novih znanja ne može shvatiti zašto bismo uopće tragali za subatomskim česticama? Nečim što je tako sitno i tako apstraktno...
"Homo sapiens se na Zemlji pojavio prije otprilike 300.000 godina. Onda smo pomalo zamijenili ostale tipove ljudi koji su živjeli na Zemlji. Ali naša velika prednost je upravo u tome što pokušavamo spoznati prirodu oko nas. To nas je uvijek vodilo. Od samog početka čovječanstva do danas mi smo uvijek željeli razumjeti prirodu i danas je razumijemo bolje nego ikad prije. Sama ta činjenica, da to i dalje želimo, jest ono što nas čini ljudima", zaključio je Puljak.
