Pierwszego lipca 1991 roku Polska przystąpiła do Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych CERN. To ta międzynarodowa instytucja stoi za zbudowaniem słynnego Wielkiego Zderzacza Hadronów (LHC).

– To była dla nas kolosalna zmiana, bo to oznaczało, że wchodzimy do CERNu na pełnych prawach – mówi w Radiu Naukowym prof. Agnieszka Zalewska. – Polska była pierwszym krajem z byłego bloku wschodniego przyjętym do CERN-u, a CERN był pierwszą organizacją międzynarodową o wielkim znaczeniu, do której przystąpiła Polska po zmianie ustrojowej – wtóruje prof. Paweł Brückman. Oboje są fizykami z Instytutu Fizyki Jądrowej Polskiej Akademii Nauk w Krakowie, a prof. Zalewska przez trzy lata była przewodniczącą Rady CERN – jako pierwsza kobieta i pierwsza osoba spoza krajów założycielskich CERN-u.

PROTON JAK KOMAR

CERN przede wszystkim kojarzy się z Wielkim Zderzaczem Hadronów. Dziś LHC jest w trakcie modernizacji. – Zbieranie danych powinno rozpocząć się z początkiem przyszłego roku. Akcelerator będzie pracował już ze swoimi projektowanymi parametrami – mówi prof. Brückman.

Projektowanymi, czyli osiągającymi w miejscu zderzenia energię 14 TeV (teraelektronowoltów). Co to w zasadzie znaczy? Można tę energię przetłumaczyć na masę. – Proton przyspieszony do 7 TeV ma energię odpowiadającą masie komara – tłumaczy prof. Zalewska.

A mowa tu o jednym protonie! W akceleratorze są one przyspieszane wiązkami. – Jedna wiązka zawiera około miliona miliardów protonów. Całkowita energia takiej związki jest niebagatelna. To energia mniej więcej składu pociągu szybkiej prędkości TGV pędzącego kilkaset kilometrów na godzinę – porównuje prof. Brückman. Ogromne energie są potrzebne po to, by w zderzeniach protonów wytwarzać ciężkie niezbadane wcześniej cząstki.

W świecie cząstek elementarnych, fundamentalnych dla naszego rozumienia przyrody, ciągle jest sporo zagadek. Dzięki LHC udało się potwierdzić istnienie bozonu Higgsa, brakującej cegiełki w Modelu Standardowym opisującym elementarne składniki materii i oddziaływania między nimi. Ale to nie jest ostatnie słowo fizyków.

– To, że wiedzieliśmy, że coś takiego jak Higgs musi istnieć, jest zasługą naszego sposobu opisu rzeczywistości, czyli kwantowej teorii pola. I ta sama metoda, która okazała się bardzo poprawna, mówi, że to nie może być koniec – zauważa prof. Brückman. – Brakuje nam szerszej teorii, opisu, które by tłumaczył, dlaczego materia dominuje nad antymaterią (…), dlaczego są różne masy cząstek elementarnych (kwarków i leptonów), dlaczego mamy tyle cząstek, ile mamy – wylicza naukowiec.

Przed fizykami i fizyczkami pracującymi przy eksperymentach na LHC zatem nadal jeszcze dużo pracy. Będziemy wyglądać wyników kolejnej serii zbierania danych!

CZY LHC ZAWIÓDŁ?

Trzeba jednak dodać, że są również głosy wskazujące, że LHC zawiódł. Dokonano odkrycia cząstki Higgsa i później o Zderzaczu już głośno nie było. Nie odkryto chociażby spodziewanych cząstek supersymetrycznych. – To była niespodzianka. Zanim LHC zostało uruchomione, to scenariusz był taki, że najpierw zobaczymy cząstki supersymetryczne (spoza Modelu Standardowego), a potem nastąpi odkrycie Higgsa, który Model domykał. Brak bezpośredniej obserwacji cząstek spoza Modelu Standardowego jest pewnym zawodem – przyznaje prof. Zalewska. Podkreśla jednak, że trzeba dalej szukać i wykorzystać możliwości LHC do końca, w szczególności szukając odstępstw od Modelu na drodze bardzo precyzyjnego sprawdzania jego różnych przewidywań.

– LHC nie zawiodło, to natura z nas trochę zakpiła. Spodziewaliśmy się troszeczkę czegoś innego – dodaje prof. Brückman.

Pierwsza część podcastu to przede wszystkim opowieść o CERN-ie, wpływie tej organizacji na cywilizację (to tam wymyślono www!) i o obecności polskich badaczy i badaczek w zespołach przy LHC. W drugiej (od 20 minuty) rozmawiamy o tym, czy fizyka cząstek jest w kryzysie, jakich nowych ścieżek szukać, czy potrzebne są kolejne, jeszcze większe akceleratory.

Wspominkowo-intelektualna uczta. Polecam!

Zdjęcia: CERN