Peaaegu iga inimene planeedil teab, mis on hadronite põrkur. Selle loomist ja ka hetkel juba tehtud avastusi nimetatakse teadusmaailmas uskumatuks hüppeks tulevikku. Oma struktuurilt esindab see keerulist osakeste kiirendit. Tänu põrketehnoloogiale on teadlastel võimalik prootoneid ja raskeid ioone kiirendada. Esialgu loodi Higgsi bosoni kinnitamiseks suur hadronite põrgataja. Kuigi edasine töö ja põrkurtehnoloogia enda ümberstruktureerimine võimaldab juba leida teisi osakesi. See on peamine vastus küsimusele, milleks on hadronite põrkurit vaja.
Maailma esimene suur hadronite põrkur
Maailma esimene põrkur, mida kutsuti "Suureks", ehitati CERNis ning asub Prantsusmaa ja Šveitsi piiril. Seda peetakse teenitult suurimaks ja arenenumaks katserajatiseks kõigist praegu maailmas eksisteerivatest. Veelgi enam, pärast seda, kui ta oma ülesandega edukalt hakkama sai, muudavad teadlased töö ülesehitust ja põhimõtteid, kohandades seda muude asjade otsimiseks. Tuleb märkida, et põrkeri loomisel, projekteerimisel ja arendamisel osales üle 10 tuhande teadlase ja inseneri 100 riigist üle maailma.
Nimetus “Big" sai seadmele just selle suuruse tõttu. Peamise kiirendusringi kogupikkus on ligikaudu 26,5 km. Põrkur ise kiirendab raskeid osakesi ehk hadroneid. Hadron Collider tehnoloogia abil õnnestus teadlastel 4. juulil 2012 leida osake. Aasta hiljem õnnestus neil saada kinnitus, et tegemist on Higgsi bosoniga. Selle postulaadi võttis esmakordselt kasutusele Briti füüsik Peter Higgs juba 1964. aastal, kuid alles 21. sajandi teise kümnendi alguses õnnestus teadlastel sellele otsest kinnitust leida. Leitud osakest kutsuti ka "Jumala osakeseks", kuigi nime esimest varianti nimetati "neetud osakeseks", kuid teatud põhjustel seda toimetus ei lubanud. See avastus võimaldas viia lõpuni standardmudeli ja sünnitada palju uusi teooriaid.
Milleks on hadronite põrgataja?
On ebatõenäoline, et enamik inimesi saab täielikult aru, mis on hadronite põrkur ja milleks see on mõeldud. Sellegipoolest on üsna lihtne mõista, miks sellist seadet vaja on ja milliseid horisonte see võib avada mitte ainult teadusmaailmale, vaid ka tsivilisatsiooni kui terviku arengu muutmisele. Osakeste kiirendi abil saavad teadlased mateeriasse sügavamale minna kui kunagi varem. See võimaldab kinnitada olemasolevaid ja luua täiesti uusi teooriaid, mis loomulikult mõjutavad inimese elukvaliteeti üldiselt. Osakeste uurimine on juba suuresti mõjutanud tänapäeva teadusmaailma teadmisi ja arusaamist. Kõik see võimaldab teil jõuda palju lähemale Universumi struktuuri mõistmisele.
Video selle kohta, miks on vaja hadronite põrkurit
Samuti võivad LHC ja selle abil läbiviidavad uuringud heita valgust sellele, kuidas universum sündis. Tänu sellele loodavad teadlased Suure Paugu teooriat nii kinnitada kui ka ümber lükata. Üldiselt võimaldas Suure Hadronipõrguti loomine suurel määral mikrokosmosesse süveneda. Mõnede teadete kohaselt võib LHC tulevikus avastada täiesti uusi aegruumi teooriaid ja omadusi. Mõned teadlased loovad juba kontseptsioone ja teooriaid, mis lähendavad aja mõistmist ja võimaldavad meil kaaluda aegruumis reisimist, mitte nagu ulmefilmi. Loomulikult võib paljude avastuste ja kontseptuaalsete teooriate kinnitamiseks kuluda aastakümneid, kuid enamik teadlasi väidab, et LHC on nende väljatöötamisel ja avastamisel õige samm.
Kus asub hadronite põrkur?
Kuigi objekt loetakse salastatud, huvitab enamik inimesi siiski, kus hadronite põrkur asub. Üheks põhjuseks on ka hirmud ja negatiivsed teooriad selle kohta, millised hävitavad tagajärjed võivad eksperimentide tõttu realiseeruda. Maailma esimene põrkaur loodi Euroopa Tuumauuringute Organisatsiooni (CERN) territooriumil. Põrguti loomisel osalesid teadlased üle maailma, mistõttu ei saa seda 100% pidada konkreetse riigi või organisatsiooni omandiks.
Hadronipõrgeti ajalugu:
- LHC esimesed katsetused viidi läbi 2008. aasta augustis ning start ise toimus 10. septembril. Kuigi seade käivitati edukalt, juhtus peagi õnnetus, mille parandamiseks ja likvideerimiseks kulus aasta.
- LHC käivitati uuesti 20. novembril 2009 ja 9. detsembril registreeriti prootonkiirte kokkupõrge rekordilise energiaga. Järgnevatel aastatel andsid katsed üha selgemaid tulemusi, parandades varasemaid kokkupõrgete tulemusi.
- 2013 aastal otsustati põrkeri töö tehnilisteks muudatusteks ja uuendusteks peatada.
- 2015 aasta aprillis teos taastati ning tänu edukatele katsetele 14. juulil avastati osakeste klass, mida tuntakse pentakvarkidena.
Kas Venemaal on hadronite põrkur?
Vähesed teavad, kuid esimene osakeste kiirendi võib ilmuda NSV Liidus. Venemaal asuvat hadronite põrkurit või õigemini prootonkiirendit on Protvinos välja töötatud aastast 1983. Rahastamisraskuste tõttu projekt lõpuks siiski külmutati.
Sellest hoolimata sundisid edu teaduse arengus ja laialdased väljavaated, mis avavad põrkurmaterjali uurimist, Venemaad oma arvamust ümber vaatama ja naasma oma kiirendi ehitamise idee juurde. Teadlaste sõnul avab see uusi energiaallikaid ja viib inimkonna vähiravimite leidmisele isegi lähemale. Esialgsetel hinnangutel on projekti väärtuseks juba hinnatud 16 miljardit rubla. CERNis asuva põrkur "Little Brother" ehitus pole veel lõppenud, kuigi suur töö on juba ära tehtud. Olemasoleva teabe kohaselt seisid projekti kallal töötavad teadlased silmitsi eranditult rahaliste probleemidega, mistõttu Big Brotheri analoogi saatus ja edu sõltuvad ainult sellest aspektist.
Seni on raske öelda, kus Venemaal hadronite põrkur asub, kuna Protvino kiirendi pole vaatamata töö jätkamisele veel isegi esialgsesse projekteerimisfaasi jõudnud. Ka Novosibirskis juba täies mahus valmiv seade ei ole rahastamisprobleemide tõttu lõplikult turule toodud. Kuid kõigi tööde lõpetamine Novosibirski tuumafüüsika instituudis. Budker võib valmis saada juba 2017. aastal.
Põrguti tööga seotud mured ja negatiivsed teooriad
Juba enne esimest starti levis palju teooriaid, et põrkur on potentsiaalselt ohtlik seade ja võib viia plahvatuseni, mis hävitaks kogu inimkonna ja kogu planeedi. Aastaid arutlesid mitte ainult teadlased, vaid ka tavalised inimesed pidevalt selle üle, mis juhtuks, kui hadronite põrkur plahvataks. Mõned mainekad teadlased on väitnud, et musta augu tekkimise tulemusena võib kogu planeet kaduda. Edukad katsed ja LHC tulemused kinnitasid, et sellised teooriad ei jäänudki enamaks kui laste õudusjutuks, millel polnud teaduslikku põhjendust ja mis oli pigem PR-teema kui probleemi tõeline väljaütlemine.
Meie aja üks äratuntavamaid ja austatumaid teadlasi Stephen Hawking ütles aga, et Higgsi bosoni katsed ja avastamine võivad inimkonnale ohtlikud olla. Loomulikult ei räägi me mingist plahvatusest, kuid kuulus füüsik kardab, et boson ise on võimeline põhjustama selliste mõistete nagu ruum ja aeg kadumist. Hawkingi sõnul on Higgsi boson äärmiselt ebastabiilne materjal, mis teatud asjaolude kogumi tagajärjel võib viia vaakumi kokkuvarisemiseni. Täpsustamist väärib ka see, et hadronite põrkuri tööpõhimõte ei luba sellest veel rääkida ning teadlane ise selgitab, et teooriale saab kinnitust vaid planetaarmastaabis põrkeseadme puhul.
Video hadronite põrkuri tööpõhimõtte kohta
Hawkingi sõnul on leitud osakese ohtliku potentsiaali tõttu kogu universum võimeline liikuma koheselt teise füüsikalisse olekusse. Sellest tulenev aine ebastabiilsus võib saada teatud sillaks vale ja tõelise vaakumi vahel. Üldiselt põhineb hüpotees ise vaakumi lagunemise teoorial, mis tähendab selle jagunemist kahte tüüpi. Ta selgitab, et universumi praegune seisund on lihtsalt vales vaakumis, mis on stabiilne. Kuid seni, kuni pole ehitatud õige suurusega põrkurit, tasub vaevalt muretseda selle teooria tagajärgede pärast, mida kirjeldas üks planeedi targemaid inimesi.