Екип на „По света и у нас“ посети колайдера и детектора в ЦЕРН

Големият адронен колайдер представлява два ускорителя, които работят заедно, но ускоряват частиците в обратни посоки. Когато противоположните снопове се срещат, се получават сблъсъци и се създават нови частици, интересни за физиката.Така на 4 юли 2012 г. беше потвърдено съществуването на "хигс бозона"- тази част от частиците, която им дава маса.

Съществуването на частицата беше предсказано през 1964 година от Питър Хигс. През 2013 г. той получи Нобелова награда.

Големият адронен колайдер на ЦЕРН се намира се на 150 метра дълбочина, дълъг е 27 километра, тук изключително рядко се допускат журналисти или каквито и да било посетители.

Колайдерът почива от декември миналата година. В продължение на две години и половина ще има профилактика, а от пролетта на 2021 г. ще следва нов четиригодишен работен цикъл. По време на поддръжката ще се добавя и ново оборудване. За най-мощния ускорител в света ни разказва Александър Христов - един от около стоте български учени в ЦЕРН.

Александър Христов, електронен инженер в ЦЕРН: Всъщност е едно от недостъпните места в ЦЕРН, много малко хора имат право да идват тук и от външни посетители се допускат само президенти, крале, глави на правителства и естествено важни медии като вашите.Голяма част от ускорителя, почти целият, е направен от магнити, защото използваме магнитни полета да управляваме частиците. В тези сините магнити, които виждате, можем да създаваме полета, които са над 200 000 пъти по-силни от земното магнитно поле и с тези полета можем да управляваме посоката на движение на частиците.

Използват се 18 вида различни магнити. Най-голямата машина, правена някога от човек работи при температура минус 271,3 градуса по Целзий. Частиците обаче не се сблъскват по целия 27- километров колайдер.Това става само на четири места, наречени четири експеримента -"Алис", LHCb, "Атлас" и CMS. Последните два са с общо предназначение и именно с тяхна помощ е доказано съществуването на "хигс бозона".Отиваме при детектора CMS или Компактния мионен соленоид.Тук работи и най-голямата група българи в ЦЕРН, около четирдесет души. Сред тях е и Антон Димитров. Разказва, че в тази зала е конструиран детектора.

Антон Димитров, технически координатор в експеримента CMS в ЦЕРН: И в края на 2007-ма до февруари 2008- ма самия детектор парче по парче, тъй като той е като лего, голям блок от единични части, които една по една бяха свалени долу през тази голяма шахта.

Долу детекторът е сглобен наново.Тръгваме натам.Нашият гид отваря вратите чрез сканиране на ириса на очите му, а асансьорът е най- сигурното място под земята. Работи и при евакуация, защото в него не могат да влязат дим или газ. Стигаме до мястото, където андронният колайдер влиза в средата на детектора CMS-или мястото на експеримента.В момента детекторът почива, ескперименти не се правят, радиация няма и затова можем да сме тук.

Детекторът се намира на 90 метра дълбочина, в момента той е отворен, не работи и не събира данни, а по него се извършват различни технически прегледи.

Когато работи обаче детекторът е затворен херметично и в него няма празни пространства. Функцията му е да улавя частиците, без да изпусне нито една, и да ги разпознава. Да казва- това е протон, това е електрон, това- фотон, това- мюон ... В този експеримент страната ни е участвала при конструирането на камери със съпротивителна плоскост.

Антон Димитров, технически координатор в експеримента CMS в ЦЕРН: И се намират в централната част на детектора, във външните станции, това де факто е мюонната станция, а камерите със съпротивителна плоскост са тези сребърни тънки елементи, които се намират от двете страни на дрейфовите кабели.

Данните, които идват от детектора CMS и от останалите три експеримента, след ваимодействията между частиците и раждането на множество нови частици, постъпват в Компютърния център на ЦЕРН. В него работи българката Жечка Тотева.

Жечка Тотева, IT- специалист, ЦЕРН: Всички тези данни, в момента, в който се произведат биват филтрирани, след това трябва да бъдат доставени някъде, където да бъдат реконструирани и да бъдат съхранени някъде.Това, което използваме тук това са машините, които правят обработка на данните, тук са машините, които съхраняват данните.

Копия от тези данни отиват по целия свят и после физиците от различни университети правят чрез тях анализи- дали теориите съответстват на резултатите от експериментите. Българин работи и в още един експеримент- разклонение на ЦЕРН. В момента Димитър Младенов създава детектор, който ще бъде закаран на части в стара златна мина в Южна Дакота и ще търси свойствата на много малката частица - "неутрино".

Димитър Младенов, машинен инженер, ЦЕРН: Има подозрения в момента, че частицата има някаква маса, а по закон трябва да няма никаква маса и ще се опитаме да премерим нейните свойства и да проверим дали са верни теориите.

Ако се окаже, че неутрино има маса ще се наложи учените да преразгледат Стандартния модел на физиката.Затова и изследванията на неутрино се определят като бъдещето на тази наука... Но да се върнем към Големия адронен колайдер и неговото бъдеще. За да се построи ускорителя са били необходими 25 години и са похарчени 6 млрд. швейцарски франка. Сега обаче има проект за изграждането на нов, по-голям.

Александър Христов, електронен инженер в ЦЕРН: Когато е проектиран ГАК се е очаквало, че енергията на сблъсък ще бъде достатъчна, за да се получи "тъмна материя", но за момента ние вече ги блъскаме в продължение на години и няма получени тъмни частици и заради това сега искаме поне двойно по-голяма енергия. Но пак никой не ни гарантира, че ако удвоим енергията ще се получи "тъмна материя", затова вместо да имаме двойно по- голяма енергия ние отиваме на седем пъти по- голяма енергия.

Тъмната материя е интересна за физиката, защото е недостъпна за наблюдение във Вселената. Индиректно тя се засича заради гравитационните си въздействия върху видимата материя. И така - първо ще бъде построен тунел за около 5 млд. евро, след това електрон-позитронен колайдер също за около 5 млд. Той ще започне набиране на данни след 2038- ма година. Има и следващ етап - Голям протон-протонен колайдер. Неговата енергия ще е именно седем пъти по-голяма от сегашната.

Петър Христов, физик в експеримента "Алис" на ЦЕРН: Цената на този бъдещ протон-портонен колайдер е около 15 млд. евро, още по-голяма, така че пълният проект се получава около 24 млд. евро.

Цената е доста висока и ЦЕРН има нужда от хора и ресурси от цял свят. Но какво е ЦЕРН ? Европейска организация за ядрени изследвания. Създаден сред Втората световна война, разположен до Женева, на границата между Швейцария и Франция.Постоянно работят 2500 души, а временно още 8000 физици и инженери.

Петър Христов, физик в експеримента "Алис" на ЦЕРН: ЦЕРН се финансира от вноските на страните- участници и от вноските на асоциираните страни- членки.В момента имаме 23 страни- участнички, които плащат бюджет в размер на 1 млд 143 млн. швейцарски франка.Българската вноска за 2019- та е 3 млн. и 390 хил. швейцарски франка.

Александър Христов, електронен инженер в ЦЕРН: Когато се обединяват толкова много страни, ако се раздели бюджета на ЦЕРН на населението на страните- членки се получава в крайна сметка около една чаша кафе годишно на жител от страните-членки.

И все пак- има ли смисъл всичко това? Знаем ли със сигурност, че ще бъде открита например тъмната материя или че неутриното има маса? На този въпрос учените отговорят - не знаем... но трябва да се разширяват границите на човешкото познание и да се откриват нови хоризонти.