Large Hadron Collider – enimmäkseen harmiton

9 09 2008

Innostun harvoin teknisistä vempeleistä, mutta Geneveen rakennettu suuri hadronitörmäytin (Large Hadron Collider) on kerrassaan lumoava. Ajatelkaa: 27 kilometrin tunneli pikkiriikkisten hiukkasten törmäyttämiseen. Protonisuihkut iskevät yhteen lähes valon nopeudella, miljoonia kertoja sekunnissa. Maailmanhistorian suurimman ja kalleimman kokeen päätarkoitus on löytää Higgsin bosoni. Tämä ”jumalhiukkaseksikin” kutsuttu alkeishiukkanen on aineen rakennetta selittävän fysiikan standardimallin puuttuva linkki. LHC-projekti on kahdenkymmenen vuoden ja 10 000 tiedemiehen työn tulos. Valtavan hiukkaskiihdyttimen lämpötila on jäädytetty lähelle absoluuttista nollapistettä. Kokeessa luodaan samanlaiset olosuhteet kuin miljardisosasekunti alkuräjähdyksen jälkeen. LHC käynnistetään huomenna syyskuun 10. päivänä.

Popular Mechanics kiteytti hadronitörmäyttimen pinnallisen lumon parhaiten: valtava vempele näytttää superpahiksen tuomiopäivän masiinalta. Ja joillekin ihmisille se on juuri sitä. Valitettavan suuri osa LHC:n saamasta mediahuomiosta on keskittynyt spekulaatioihin kokeen vaarallisuudesta. Vastustajat väittävät, että tutkimuksissa voi syntyä pieniä mustia aukkoja jotka pahimmassa tapauksessa tuhoaisivat maailman. Projektista on kanneltu jopa Euroopan ihmisoikeustuomioistuimeen.

Me fysiikkaa ymmärtämättömät joudumme luottamaan asiantuntijoiden arvioihin. Onneksi he näyttävät olevan yhtä mieltä kokeen vaarattomuudesta. Projektista vastaavan Euroopan hiukkastutkimuskeskuksen CERNin sivuilta löytyy linkkejä hiukkaskiihdyttimien ja erityisesti LHC:n turvallisuutta koskeviin raportteihin. Tuoreen raportin mukaan maapallolla on miljardien vuosien aikana nähty hiukkastörmäyksiä miljoonien LHC-kokeiden verran, ilman sen suurempia seuraamuksia. Protoniparien törmäyksissä syntyvien hiukkasten voimaa voi verrata hyttysen lentoon, ei todellisiin mustiin aukkoihin joita syntyy Aurinkoa kookkaampien tähtien kutistuessa kokoon. Mikroskooppisten mustien aukkojen syntymistä pitävät mahdollisena vain eräät spekulatiiviset teoriat, ja nekin ennustavat niiden häviävän heti synnyttyään.

CERNin koetta voi tietysti kritisoida sen kalleuden ja energiankäytön vuoksi. Hintaa projektille kertyy hulppeat 3 miljardia euroa. Talouden ja tekniikan haastattelema LHC:ssa työskentelevä suomalaisfyysikko Mikko Voutilainen kertoo hadronitörmäyttimen energiankulutuksen olevan 10 prosenttia sveitsiläisen kantonin puolen miljoonan asukkaan kokonaiskulutuksesta. Energiankäyttöä on pienennetty uusinta tekniikkaa hyödyntämällä, ja koneita seisotetaan vuoden kylmimpinä aikoina.

Onko suuri hadronitörmäytin kaiken rahan, ajan ja vaivan arvoinen? Kyllä, vastaavat fyysikot. Tietämyksemme universumista tulee muuttumaan, todetaan CERNin sivuilla. Higgsin bosonin löytyminen tukisi hiukkasfysiikan standardimallia, mutta monet fyysikot (mm. Helsingin sanomien 9.9. haastattelema LHC:ssa työskentelevä Jorma Tuominiemi) olisivat -jos mahdollista -vielä enemmän innoissaan jos Higgsiä ei löytyisi. Kaikki teoriat jouduttaisiin arvioimaan uudelleen. LHC-kokeessa on tarkoitus tutkia massan alkuperää, pimeää ainetta ja energiaa, sekä maailmankaikkeuden syntyä. Samalla saattaa löytyä supersymmetrisia hiukkasia, todisteita säieteorioiden puolesta, ehkä uusia ulottuvuuksiakin. Huh!

Vaikutusvaltainen brittitiedemies Sir David King on esittänyt toisentyyppistä kritiikkiä LHC-koetta kohtaan. Hänen mukaansa tieteen huippututkimuksen pitäisi keskittyä ripeitä ratkaisuja kaipaavien käytännön ongelmien ratkaisemiseen. Näihin kuuluvat ilmastonmuutos, väestönkasvu ja Afrikan köyhyys. Olen vain osittain samaa mieltä. Ymmärrykseni ei tietenkään riitä LHC-projetin mahdollisuuksien arviointiin. Mutta jos koe pyrkii vastaamaan fysiikan peruskysymyksiin ja selvittämään, minkälaisessa maailmankaikkeudessa oikein elämme, niin eikö se ole kaikista tärkeintä perustutkimusta? Voimmeko edes tietää, mikä tutkimus tulee olemaan tarpeellista käytännön ongelmien ratkaisun kannalta? Hyvä esimerkki odottamattomasta hyödystä on CERNin tutkimuksen ”sivutuotteena” syntynyt World Wide Web.

Toisaalta kamppailu ilmastonmuutosta vastaan on tämän hetken kuumin kysymys. Jos ympäristö tuhoutuu elinkelvottomaksi, ei ihmisiä kiinnosta tieto siitä, minkälaisista alkeishiukkasista koostuvan planeetan he onnistuivat hassaamaan. Rikkailla valtioilla on ratkaisun avaimet käsissään. Ympäristöteknologia ja puhtaiden energialähteiden kehittäminen vaativat kunnon rahoitusta. Ja jos liudoittain huipputiedemiehiä houkuteltiin osallistumaan kylmän sodan varustelukilpaan, niin kyllä heitä voi houkutella myös kunnianhimoiseen, nykymaailman ongelmanratkaisuun tähtäävään tutkimukseen.

Hadronitörmäyttimen hienouksien ymmärtäminen voi olla haasteellista. Onneksi on tiedenaisia ja -miehiä jotka ovat valmiita vääntämään asiat rautalangasta. Nörttiräppärit tuskin pääsevät kenenkään soittolistalle, mutta tämä video on mainio johdatus LHC:n tavoitteisiin. Things that it discovers will rock you in the head!

Tsekatkaa YouTubesta myös Michio Kakun haastattelu, jossa hän puhuu LHC:sta ja Superconducting Supercolliderista. Kaku on tunnettu fyysikko ja tieteen popularisoija. Minun on vaikea uskoa hänen mielikuvituksellisimmilta kuulostavia juttujaan. Toisaalta lehdissä uutisoitiin juuri näkymättömyysviitan keksimisestä, ja eräälle fyysikolle maksetaan aikakoneen kehittelystä. Meillä taviksilla on yhä vähemmän rahkeita erottaa mahdolliset mahdottomista.

Tekniikka ja Talous -lehden sivuilta löytyy edellämainittu Mikko Voutilaisen haastattelu. Kannattaa katsastaa myös blogi Higgsin metsästäjät, jonka kirjoittajiin Voutilainen kuuluu.

Lisää linkkejä: CERN -The Large Hadron Collider

Aurinkoisen brittipopparin oloinen hiukkasfyysikko Brian Cox esittelee LHC:ta Ted Talksissa.

Helsingin sanomien juttu aiheesta: Kaikkien aikojen voimakkain hiukkaskiihdytin käyntiin tänään

The Boston Globen sivuilla on upeita kuvia hadronitörmäyttimestä.

Cosmic Variance -blogi huvittelee spekuloimalla, mitä LHC saattaa löytää.

The Particle Adventure -sivusto, Wikipedia: Large Hadron Collider

Hadronitörmäyttimen vastustajan blogi: http://www.lhc-concern.info/

UPDATE: 10.9. Ensimmäinen protonisuihku kiersi LHC:n kiihdyttimen läpi, kaikki meni hyvin.

YLEn uutinen aiheesta

Higgsin metsästäjät-blogi raportoi paikan päältä

CERNin webcastia eivät monet (minä mukaan lukien) onnistuneet seuraamaan livenä, mutta sen voi tsekata jälkikäteen täältä.

BBC:n radio 4:lla on Big Bang-teemapäivä ja useita LHC:hen liittyviä ohjelmia joita voi kuunnella netissä.

Lisää hyviä juttuja: Seed, Popular Mechanics

UPDATE 23.9. Ikäviä uutisia: Suuri hadronitörmäytin on mennyt epäkuntoon heliumvuodon vuoksi ja on käyttökunnossa vasta keväällä. Mielekiintoista: LHC:n ensimmäinen protonisuihku sai valtavan mediahuomion. Kokeen käynnistymisen on arvioitu olleen fysiikan historian suurin julkisuustapahtuma. Sen toivotaan inspiroivan uusia sukupolvia hakeutumaan alalle, ensimmäisten avaruuslentojen tapaan.


Toiminnot

Information

5 responses

10 09 2008
CS

Jännittävää!!

Mikrokommentti/esitelmä
http://www.liberation.fr/actualite/politiques/_files/file_351146_270489.swf

Et aussi, un extrait :
Comprendre pourquoi l’antimatière semble avoir disparu de l’univers, alors qu’elle surgit à parité avec la matière de chaque collision de particule. Découvrir si, oui ou non, l’espace-temps se limite aux quatre dimensions classiques, ou si d’autres dimensions spatiales se cachent aux tréfonds de la matière, comme le postulent les théories les plus à la mode. Progresser vers la résolution de l’énigme la plus fondamentale de la physique depuis Einstein : est-il possible d’unifier les quatre interactions fondamentales en une seule théorie, et ainsi de comprendre le big bang lui-même ? Pour l’instant, la seule chose que les physiciens peuvent en dire, c’est que leurs théories s’écroulent à son contact, débouchant sur un «instant zéro, souvent maquillé en origine, une vision naïve qui ne fait que souligner notre ignorance», souligne Spiro.

«Quête historique». Le LHC, c’est donc aussi de la culture puisqu’il s’agit, selon le physicien, «de notre rapport au monde, de poursuivre une quête historique de l’humanité, entamée dès l’antiquité, et qui vient empiéter sur les croyances et les mythes». Dans cette quête, cette expérience constitue, souligne-t-il, «une étape indispensable dont on attend beaucoup».

Texte complet :
http://www.liberation.fr/actualite/politiques/351133.FR.php

11 09 2008
kozheen

Hei: Miksi heidän pitäisi tehdä sitä projektia miks ihmessä! tulissikko silti maailman loppu jos sitä tehtäissin. en usko että ne pysty tehdä sitä projektia koska siellä on lian kumma

11 09 2008
kaspardus

CS:n linkittämässä ranskankielisessä artikkelissa haastateltiin Ranskan Ydin- ja hiukkasfysiikan instituutin (CNRS) johtajaa Michel Spiroa LHC:sta. Ýritän kääntää Spiron siteeratun kommentin, jossa hän selittää LHC:n ”suurempia tavoitteita”.

Ymmärtää miksi antimateria näyttää kadonneen maailmankaikkeudesta vaikka sitä esiintyy materian kanssa symmetrisesti jokaisessa hiukkastörmäyksessä. Saada selville rajoittuuko aika-avaruus neljään klassiseen ulottuvuuteen vai piileekö aineen syvyyksissä uusia avaruudellisia ulottuvuuksia, kuten muodikkaimmat teoriat esittävät. Kulkea kohti Einsteinin jälkeisen fysiikan suurimman arvoituksen ratkaisua: onko mahdollista löytää neljä perusvoimaa kattava ’kaiken teoria’, ja ymmärtää näin itse alkuräjähdystä? Tällä hetkellä fyysikot voivat varmuudella sanoa vain, että teoriat sortuvat sen läheisyydessä, johtaen ”nollapisteeseen”, joka on usein naamioitu aluksi, mikä on naiivi näkemys ja vain korostaa tietämättömyyttämme, tähdentää Spiro.

”Historiallinen etsintä”. LHC on myös kulttuuria, sillä fyysikon mukaan kyseessä on ”meidän suhteemme maailmaan, antiikin ajoista periytyvän ihmiskunnan historiallisen etsintätehtävän seuraaminen, joka tunkeutuu uskomusten ja myyttien alueelle. ” Tämä kokemus (LHC) muodostaa etsintätehtävässä ”tärkeän etapin jolta odotetaan paljon”, hän korostaa.

12 09 2008
CS

Vähän humooria maailman lopusta (ranskaksi, vielä kerran!): mitä ranskalaiset ”blogueurs” kirjoittivat LHC:n avajaiseiden aatossa…

http://www.liberation.fr/vous/351336.FR.php

26 10 2008
Sukkahousut ovat syntiä « Kaspardus

[…] teknisellä luovuudella ei tunnu olevan rajoja. On avaruusluotaimet, nanorobotit, www, MRI, GPS, LHC, ties mitä. Mutta sukkahousujen kohdalla tekniikka pettää. Kauniit ohuet sukkahousut menevät […]

Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Google+ photo

Olet kommentoimassa Google+ -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s




%d bloggers like this: