!Адронният колайдер и пътуването във времето

Текст: Албена Йорданова.

Пътуването във времето вече не е научна фантастика, а близка реалност, която ще се осъществи в следващите месеци на Земята. Учени и обикновени хора от цял свят чакат с нетърпение пускането на най-голямото научно съоръжение в света - Големия адронен колайдер (LHC), чиято стойност е 4,65 милиарда паунда. Той е най-мощният ускорител на частици, създаден от човешката ръка.

Нулевата 2008-а
Очакванията са, че с това революционно устройството ще се получи нова информация за силите, действащи в Космоса, а също така ще се възпроизведат условията след Големия взрив, създал познатата ни Вселена. Уникалният експеримент на CERN Европейският център по физика на частиците, разположен близо до швейцарския град Женева, може да доведе до създаването на първата машина на времето в света, съобщи преди време списание New Scientist. Пускането на гигантския адронен ускорител на частици, т. нар. колайдер (LHC), беше насрочено за началото на лятото и със сигурност е едно от забележителните събития на тази година. Безпрецедентният Експеримент на експериментите, както бе наречен от учените, стартира в края на юни, а реалните резултати се очакват догодина. Така че летоброенето за пътешествениците във времето може да започне от нулевата 2008 година.

Гигантското съоръжение на CERN
Новият ускорител на частици е разположен на 100 метра под земята на границата между Франция и Швейцария. Зашеметяващото съоръжение представлява дълъг 27-километров тунел, чиято мощност ще превъзхожда 7 пъти американския ускорител Tevatron. В централната му част са разположени две гигантски тръби, които ще поддържат температура, по-ниска от космическата. Те са изградени от хиляди свръхпроводими нишки от ниобиево-титаниева сплав. Всяка нишка е 10 пъти по-тънка от човешки косъм, а общата им дължина е над 10 пъти разстоянието между Земята и Слънцето! Свръхниските температури от 1,9К (-271.25°C) ще се достигат при условия на дълбок вакуум, като налягането в тръбите ще бъде десет пъти по-слабо от това на Луната. Ускоряваните субатомни частици (например протони или тежки йони) ще се получават от водород, като за достигане на максимален интензитет на лъчите ще са необходими едва 2 нанограма водород на ден. Иначе казано, за да изразходва цял един грам водород, на колайдера ще са му нужни 1 милион години...
Ускорените частици ще се движат под действието на мощно магнитно поле с почти скоростта на светлината, като всяка от тях ще изминава цялата 27-километрова дължина повече от 11 000 пъти в секунда. Магнитите на колайдера имат тегло от около 10 000 тона желязо и надминават по масата си дори Айфеловата кула. На 4 възлови места в LHC двете ускоряващи частиците тръби се пресичат, което води до сблъскване на протоните и до още по-високата им скорост. Енергията, получена от светкавичното движение на частиците, ще бъде достатъчна за разтопяването на половин тон мед или за мигновеното унищожаване на малък автомобил.

Назад в миналото
Идеята за пътешествие във времето е вълнувала човечеството от древността и теоретично е развита от колегата на Алберт Айнщайн австрийският математик Курт Гьодел. Той, с помощта на теорията на относителността, още през 30-те години на миналия век доказа принципната възможност за преместване в миналото. След раждането на неговата хипотеза известни физици яростно започнаха да опровергават идеята му, тъй като пътуването във времето заплашва с появата на парадокси и нарушава принципа на причинно-следствените връзки. Пътувайки във времето например, Мартин МакФлай героят от филма Завръщане в бъдещето, успя драматично да промени пространствено времевия континуум. Той направи така, че собствената му майка да се влюби в него, вместо в баща му, и по този начин беше застрашена появата му на белия свят...
Всъщност, когато енергията на LHC се концентрира върху субатомна частица (като протонът, който е трилион пъти по-малък от мушица), тя се ускорява до светлинната скорост. При тези условия, съгласно Теорията на относителността, с нея биха се случили странни изменения в пространствено-времевите й характеристики. Гравитацията на Земята слабо изкривява четирите познати ни измерения, а колайдерът е способен така да деформира времето при тези скорости, че то да се заключи в кръг. Подобно явление физиците наричат затворена времеподобна крива, която прави теоретично възможно връщането в миналото. Тази образна схема се допълва и от теорията, предложена през 1988 година от професор Кип Торн и колегите му от Калифорнийския технологичен институт в Пасадена. Още тогава те демонстрираха, че пространствено-времевите (т. нар. червейни) тунели могат да дадат зелена светлина за преместване във времето. Тази теория доби световна популярност след публикуването на романа на Карл Саган Контакт, по който бе създаден и едноименен филм. Учените поддържат мнението, че LHC ще създава лесно червейните тунели, тъй като затворените времеподобни криви могат да се появят при сблъсък на ускорените частиците и така да се преместят във времето.
Разбира се, за реализиране на истинско пътешествие е необходимо да се преодолеят редица проблеми и един от тях е, че през миниатюрните канали на този етап от експериментите може да премине само субатомна частица. Засега най-оптимистичните надежди са, че LHC ще докаже съществуването на червейните тунели - ако част от енергията на Големия адронен колайдер се изгуби, това ще бъде обяснено именно с възможността частиците да пронизват времето през тунелите.

Пореден сблъсък с тъмната енергия
Една от загадките в предложената концепция за затворената времеподобна крива се крие в тайнствената природа на силата, която държи червейните канали отворени, за да се осъществи преместване във времето. Тъмната енергия антигравитационният фантом, който обхваща Вселената, може да e силата, която поддържа каналите открити. Ако сблъсъкът на частиците в комбинация с фантомната енергия доведе до създаването на времевите тунели, скоро може да очакваме изненадващо посещение от цивилизации от бъдещето.
Професор Дейвид Дойч един от водещите учени в Оксфорд, счита, че на този етап можем да говорим само хипотетично за крайните резултати. Доктор Браян Кокс от Манчестърския университет обобщава: Енергията от милиардите космически лъчи, които са навлизали в земната атмосфера в продължение на последните няколко милиарда години, със сигурност е по-голяма от енергията на LHC. По тази логика пътешествениците от бъдещето отдавна вече е трябвало да ни посетят.

Големите очаквания
По предварителен план до края на юни магнитите на LHC трябваше да се охладят до необходимата свръхниска температура, а в края на юли и началото на август да бъде пуснат първият лъч от протони. За да се достигнат предвидените за тази година енергии от 10 TeV ще изчакаме до края на лятото. Очаква се първите сблъсъци на високоенергийни частици да се осъществят в края на септември. През целия зимен период обаче съоръжението ще бъде изключено. Ръководството на проекта е решило през 2008 г. да не се достига проектният максимум от 14 TeV, а първите сблъсъци с максимална енергия да станат реалност през 2009 година.
Трябва да отбележим и някои песимистични прогнози сред учените. Вече се появиха различни хипотези за глобален катаклизъм, които налагат идеята, че при достигане на пълната мощност на колайдера ще се формират черни дупки, които ще нарастват и ще погълнат планетата ни. Противниците на грандиозния експеримент дори подадоха иск срещу правителството на САЩ и CERN с настояване опитът да се отложи с няколко месеца до гарантиране на напълно безопасни условия. Учените от CERN обаче са категорични, че мощните космически лъчи, които всеки ден бомбардират Земята, са несравнимо по-високоенергийни от мощността на LHC. И ако това застрашаваше планетата ни, то досега тя да е била унищожена....
За да успокои духовете, на 6-ти април CERN проведе ден на отворените врати. Тогава многобройните посетителите се разходиха в просторния ускорител, наблюдаваха интересни физични експерименти, изложби и научно-популярни филми, а поканените двама Нобелови лауреати изнесоха лекции пред широката аудитория.
В крайна сметка експериментът продължава. Дали ще ни изненадат крайните резултати от внушителното съоръжение? Нека да бъдем търпеливи бъдещето скоро ще покаже!


· Европейският съвет за ядрени изследвания CERN (Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire) е организация за ядрени изследвания с най-голямата в света лаборатория по физика на елементарните частици, разположена на границата между Франция и Швейцария, западно от Женева. Конвенцията, с която е създадена, е подписана на 29 септември 1954 г. от 12 страни. Днес в CERN членуват 20 държави, като сред тях е и България, която се присъединява през 1999 година.
· Адроните са частици, които участват в силни ядрени взаимодействия и се делят на бариони и мезони. Експерименталните данни за тях засега са неясни, тъй като те са нестабилни и живеят много кратко време.
· Досега най-големият колайдер е Fermilab в САЩ, като дължината му е 6.4 км.
· При прокопаването на LHC между Женевското езеро и планината Юра двата му края са се разминавали с по-малко от 1 сантиметър.
Данните, записвани при всеки от големите експерименти в LHC, ще са достатъчни да запълнят по около 100 000 DVD-та всяка година.
С помощта на този експеримент физиците се надяват да открият частицата Бозон Хигс, наричана още частицата на Бог. Тя е търсена от години от учените, но досега не е детектирана, въпреки че британският учен Питър Хигс доказва нейното съществуване още през 1964 година чрез научна дедукция.
· С понятието черна дупка се обозначава пространствено-времева област, в която гравитационното поле е толкова силно, че нито един обект и дори лъчение, не може да премине през нея.