Znajdź zawartość

Francuska policja aresztowała w mieście Vienne fizyka, który od sześciu lat był zatrudniony w CERN-ie i pracował nad Wielkim Zderzaczem Hadronów. Mężczyzna podejrzewany jest o kontakty z Al-Kaidą. Zatrzymano go po tym, jak wcześniej aresztowano dwóch braci powiązanych z organizacją Bin Ladena. W związku z aresztowaniem fizyka, CERN wydał oświadczenie, w którym stwierdził, że nie ma oznak, by do awarii Zderzacza doszło w wyniku sabotażu. Poinformowano również, że zatrzymany nie miał dostępu do tunelu urządzenia.

Robert Aymar, dyrektor generalny CERN, zapowiedział, że Wielki Zderzacz Hadronów zostanie ponownie uruchomiony dopiero w kwietniu przyszłego roku. Urządzenie uruchomiono 10 września, jednak już 9 dni później poważna awaria spowodowała jego wyłączenie. Aymar poinformował, że wciąż nie wiadomo, jaka była przyczyna awarii. "Musimy przeprowadzić testy, ale nie możemy uwierzyć, by winny był magnes. Obecnie myślimy, że to wina któregoś z połączeń elektrycznych. Są ich tysiące i nie można wszystkich przetestować. Przekonamy się, gdy ogrzejemy magnes do temperatury pokojowej". Wiadomo, że każdy z potężnych magnesów wykorzystywanych przez LHC był testowany przed włączeniem, ale nie testowano połączeń elektrycznych. Zderzacz tak czy inaczej zostałby wyłączony na kilka miesięcy gdyż w zimie nie będzie on działał, by nie obciążać zbytnio sieci energetycznej Francji.

Wielki Zderzacz Hadronów uległ poważnej awarii. W jej wyniku do tunelu Zderzacza przedostała się tona ciekłego helu, a temperatura około 100 potężnych nadprzewodzących magnesów wzrosła o 100 stopni. Wstępne badania wykazują, że przyczyną usterki jest wadliwe połączenie elektryczne pomiędzy dwoma magnesami. Panujące w nim wysokie napięcie doprowadziło do stopienia się urządzenia i wycieku helu. CERN zapewnia, że ani w czasie awarii, ani obecnie nie ma żadnego zagrożenia dla ludzi. LHC zostanie wyłączony na co najmniej dwa miesiące. Zanim bowiem będzie można przystąpić do naprawy, fragment tunelu, w którym doszło do awarii, musi zostać ogrzany. Jako że, jak już wcześniej pisaliśmy, Wielki Zderzacz nie będzie pracował w zimie, można niemal ze stuprocentową pewnością stwierdzić, iż w bieżącym roku naukowcy nie przeprowadzą żadnego zderzenia.

CERN poinformował o pierwszej usterce w Wielkim Zderzaczu Hadronów. Awarii uległ jeden z transformatorów systemu chłodzącego. Ważące 30 ton urządzenie o mocy 12 MVA (megavoltamper) wymieniono w czasie weekendu. Podczas operacji system chłodzący przełączono w stan uśpienia i utrzymywano w nim temperaturę nieco poniżej -268 stopni Celsjusza. Po zakończeniu naprawy zespół odpowiedzialny za system chłodzący przystąpił do operacji obniżania temperatury. Po jej zakończeniu w LHC ponownie zacznie krążyć pojedyncza wiązka protonów. W ciągu najbliższych tygodni CERN chce przeprowadzić pierwsze zderzenie wiązek.

Pod ziemią, przy granicy francusko-szwajcarskiej uruchomiono największy akcelerator cząstek na świecie - Wielki Zderzacz Hadronów. Dzięki niemu uczeni chcą odpowiedzieć na wiele podstawowych pytań dotyczących materii i Wszechświata. Zanim jednak do tego dojdzie, zapoznajmy się z kilkoma ciekawostkami dotyczącymi LHC, a później polecamy przeczytanie naszego artykułu na temat Zderzacza. Gdy kopano długi na 27 kilometrów tunel, w których obecnie mieści się akcelerator, jego oba końce spotkały się w określonym punkcie z dokładnością do 1 centymetra. Każdy z niobowo-tytanowych kabli tworzących uzwojenie niezwykłych magnesów LHC składa się z 6400 kabelków o grubości zaledwie 0,007 milimetra. Protony wykorzystywane w LHC pozyskiwane są z wodoru. Każdego dnia akcelerator korzysta zaledwie z 2 nanogramów tego pierwiastka. Wewnątrz rur, którymi biegną wiązki panuje ciśnienie dziesięciokrotnie mniejsze niż na powierzchni Księżyca. Każdego roku w LHC powstanie tak olbrzymia ilość danych, że do ich zapisania trzeba by zużyć 100 000 płyt DVD. Wiązki protonów przyspieszane w Wielkim Zderzaczu Hadronów będą miały energię porównywalną z energią 400-tonowego pociągu pędzącego z prędkością 150 kilometrów na godzinę. Taka ilość energii wystarczy, by stopić 500 kilogramów miedzi. Niezwykłe urządzenie, jakim jest LHC może potwierdzić wiele obecnych teorii fizycznych. Może też je obalić, a wówczas uczeni będą musieli szukać innych wyjaśnień budowy materii i kosmosu. Zapraszamy też do zapoznania się z artykułem na temat Wielkiego Zderzacza Hadronów.

Zaczątkiem sieci komputerowych był wojskowy Arpanet, jednak współczesny Internet powstał w Europejskim Ośrodku Badań Nuklearnych (CERN). Teraz powstaje w nim Internet przyszłości - sieć, która zapewni transmisję nawet 10 000 razy szybszą, niż współczesne sieci szerokopasmowe. Wszystko to dzięki projektowi Grid, który powstaje przy okazji Wielkiego Zderzacza Hadronów (LHC). Urządzenie to wymaga olbrzymich mocy obliczeniowych, a jego zdaniem jest znalezienie bozonów Higgsa - teoretycznie przewidzianych cząstek elementarnych, zwanych też "boskimi cząsteczkami". LHC będzie generował olbrzymie ilości danych, które trzeba będzie przetwarzać i przechowywać. Dlatego też konieczne było wdrożenie projektu Grid. Jak wyjaśnił profesor Tony Doyle, dyrektor techniczny projektu, Wielki Zderzacz potrzebuje tak olbrzymiej mocy obliczeniowej, że gdyby nawet w CERN-ie ustawić odpowiednią liczbę komputerów, to ośrodek nie byłby w stanie zapewnić im energii elektrycznej. Jedynym rozwiązaniem jest więc korzystanie z mocy obliczeniowych innych centrów naukowych. Ze względu na olbrzymią ilość danych, które trzeba będzie przesyłać, musi powstać superszybka sieć obsługiwana przez bardzo wydajne maszyny. Obecnie wykorzystywane łącza nie poradziłyby sobie z tym zadaniem, konieczne więc jest tworzenie osobnej dedykowanej sieci komputerowej. LHC zostanie uruchomiony latem bieżącego roku i wówczas też pełną parą ruszy Grid. Obecnie w jego skład wchodzi 55 000 serwerów, a w ciągu dwóch lat ich liczba na całym świecie wzrośnie do 200 000. Sieć korzysta z nowoczesnych światłowodów i centrów routingu. Jest tak wydajna, że np. przesłanie filmu HD pomiędzy Wielką Brytanią a Japonią trwa krócej niż 2 sekundy. David Britton, profesor fizyki z Glasgow University uważa, że Grid zrewolucjonizuje całe społeczeństwo. Przy tak olbrzymiej mocy obliczeniowej, przyszłe pokolenia będą mogły komunikować się w współpracować w sposób, którego starsi ludzie, tacy jak ja, nie potrafią sobie nawet wyobrazić - mówi Britton. W tej chwili CERN jest połączony za pomocą Grida z 11 centrami naukowymi w USA, Wielkiej Brytanii, Kanadzie, Europie, Azji i w innych częściach świata. Każde z tych centrów rozbudowuje swoją własną sieć, czyniąc Grid jeszcze bardziej rozległym. Nowa sieć jest tak potężna, że niektórzy uważają, iż z czasem ludzie zrezygnują z komputerów stacjonarnych i będą przechowywali wszystkie informacje w Internecie przyszłości. O mocy obliczeniowej nowej sieci może świadczyć chociażby fakt, że na potrzeby medycyny przeanalizowano dzięki niemu już 140 milionów różnych związków chemicznych. Jeśli uczeni chcieliby do tego samego celu wykorzystać współczesny Internet, analiza tej samej ilości danych trwałaby 420 lat.

We wtorek (6 listopada) zakończyły się przygotowania do zaplanowanego zrozmachem eksperymentu naukowego. Zamiarem badaczy było skonstruowanie układu chłodzącego, który wytwarzałby temperatury niższe od tych z przestrzeni kosmicznej. Udało się zejść w pobliże zera absolutnego, do temperatury -271,1°C. System chłodzi Wielki Zderzacz Hadronów (ang. Large Hadron Collider, LHC), czyli zlokalizowany w CERN pod Genewą akcelerator cząstek. Jest to największe tego typu urządzenie na świecie. Ma średnicę 8, a obwód ok. 27 kilometrów! Ukończony właśnie układ zużywa ponad 10 tysięcy ton ciekłego azotu i 130 t ciekłego helu. To duże osiągnięcie. [...] Teraz możemy się skupić na chłodzeniu maszyny i fizyce – opowiada Lyn Evans, szef projektu LHC. Akcelerator ma zacząć działać w maju przyszłego roku.

Europejscy fizycy poinformowali, że 2 października udało im się sfotografować neutrino. Sfotografowana cząstka została przesłana pod Ziemią z instytutu CERN w Szwajcarii od Włoskiego Instytutu Badań Nuklearnych w San Grasso. Podróż na odległość 730 kilometrów zajęła jej około 2,4 milisekundy. Neutrino to cząstka elementarna pozbawiona ładunku elektrycznego, która ma masę bliską zeru. Dlatego też bez wysiłku przenika przez materię. Każdego dnia przez nasze ciała przenikają biliony takich cząstek. Naukowcy wyróżniają trzy rodzaje neutrino: neutrino elektronowe, neutrino mionowe i neutrino taonowe. Od 2006 roku CERN zaczął ‘wystrzeliwać’ neutrino ze swojego akceleratora w pobliżu Genewy. Część z nich wykryto w detektorze Borexino w San Grasso. Ostatnio naukowcy postanowili wykorzystać specjalną błonę, stworzoną z warstw ołowiu i błony filmowej, by uwiecznić na niej efekt uderzenia neutrino. W San Grasso zainstalowano 60 000 takich błon. W jedną z nich trafiło neutrino mionowe pozostawiając widoczne ślady. Uczeni mówią, że ich doświadczenie być może pozwoli na rozwiązanie jednej z największych zagadek astronomii – odnalezienie zaginionej masy wszechświata. Naukowcy oceniają bowiem, że masa, którą jesteśmy w stanie zobaczyć, stanowi około 10% rzeczywistej masy wszechświata. Przez wiele lat sądzono, że neutrino nie mają masy. Dopiero eksperymenty przeprowadzone w japońskim laboratorium Super-Kamiokande wykazały, że jednak ją mają. Europejskie doświadczenia pozwolą potwierdzić i uszczegółowić japońskie dane. CERN wysłał w kierunku San Grasso neutrino mionowe z nadzieją, że na błonie zostanie uwidocznione neutrino taonowe. Jeśli by się tak stało, byłoby to potwierdzeniem teorii, że neutrino mogą oscylować pomiędzy swoimi trzema formami. A występowanie takiej oscylacji można wyjaśnić tylko tym, że neutrino ma masę. Na razie w Borexino nie złapano neutrino taonowego. Naukowcy chcą zwiększyć liczbę zainstalowanych błon do 150 000.

Zebrani w Pekinie fizycy poinformowali o zamiarach zbudowania urządzenia, które wyznaczy kolejny przełom w historii fizyki. Mowa tutaj o długim na 32 kilometry akceleratorze cząstek, w którym będzie dochodziło do zderzeń elektronów z pozytronami. W ich wyniku będzie można odtworzyć warunki, jakie panowały w momencie Wielkiego Wybuchu. Koszt budowy urządzenia oceniono na 6,7 miliarda dolarów. W prace projektowe zaangażowanych jest 60 naukowców z całego świata. Koncepcja akceleratora jest już opracowana, a uczeni zastanawiają się, w jaki sposób obniżyć koszty jego budowy. Warto zwrócić uwagę na miejsce ogłoszenia zamiarów wybudowania akceleratora – Instytut Fizyki Wysokich Energii w Pekinie. Oznacza to, że po dziesiątkach lat dominacji na tym polu USA i Europy, na scenę wkracza Azja. Badaniami takimi zainteresowane są przede wszystkim Chiny i Japonia. Początkowo Międzynarodowy Zderzacz Liniowy będzie miał długość 32 kilometrów, a przyspieszane elektrony nabywałyby energię rzędu 500 miliardów elektronowoltów. Później może zostać wydłużony do 50 kilometrów, a energia elektronów zwiększyłaby się do biliona elektronowoltów. Międzynarodowy Zderzacz Liniowy (ILC) stanowiłby uzupełnienie Wielkiego Zderzacza Hadronów (LHC), który powstanie pod Genewą. LHC, gdy pod koniec bieżącego roku rozpocznie pracę, będzie najpotężniejszym tego typu urządzeniem na świecie. Wykorzystywane w nim wiązki protonów będą miały energię rzędu 7 bilionów elektronowoltów, a fizycy mają nadzieję, że LHC pozwoli im udowodnić istnienie tzw. bozonów Higgsa. Wydawałoby się, że powstanie LHC uczyni zbędnym budowanie Międzynarodowego Zderzacza Liniowego. Nic bardziej błędnego. LHC wykorzystuje protony, które składają się z mniejszych elementów: kwarków i gluonów. Informacje uzyskane ze zderzeń protonów są mocno zakłócone przez te liczne i różniące się od siebie cząstki. ILC posłużyłby do dokładniejszego sprawdzania danych i teorii powstałych dzięki pracy LHC. Wykorzystywane w nim elektrony i pozytrony są bowiem "czystymi” cząstkami, więc informacje nie będą zakłócane. Głównym problemem pozostaje finansowanie budowy Międzynarodowego Zderzacza Liniowego. Z tego też powodu najprawdopodobniej do rozpoczęcia jego budowy dzielą nas całe lata. Uczeni określili już trzy miejsca, w których mógłby zostać zbudowany. Są to okolice instytutu CERN pod Genewą, laboratorium im. Fermiego w Batavii w stanie Illinois oraz góry Japonii.