Uporządkowany chaos

Skąd fizycy wiedzą, że te egzotyczne cząstki istnieją, skoro ich życie tak szybko mija?
– Cząstki, które nie budują naszego świata, a jedynie się w nim okazjonalnie pojawiają, powstają w wyniku kolizji tych cząstek zwykłych, czyli protonu, neutronu czy elektronu. Giną w ten sam sposób, dając początek innym cząstkom. Fizykom udaje się obserwować efekty istnienia egzotycznych cząstek w śladach innych cząstek.

Jestem sobie w stanie wyobrazić sytuację, w której fizyk eksperymentalny rejestruje powstanie jakiejś cząstki. Nie mogę zrozumieć, skąd wie o tym fizyk teoretyk. Przecież jego narzędziem pracy jest kartka i ołówek.
– No i jeszcze komputer, bo bez niego dzisiaj nie sposób pracować. A wracając do pytania. Dysponujemy dzisiaj tak dobrze ugruntowaną teorią tego, co się dzieje w mikroświecie, że jesteśmy w stanie przewidzieć wiele parametrów cząstek, których fizycy jeszcze nie zmierzyli. To dzięki teorii wiemy, przy jakich energiach trzeba doprowadzić do kolizji, żeby wyprodukować poszukiwaną cząstkę.

Fizykom te kilkaset cząstek egzotycznych najwyraźniej nie wystarcza. Dlaczego? Po co budują niezwykle skomplikowane urządzenia? Po co dalsze poszukiwania?
– W laboratorium położonym niedaleko Genewy w Szwajcarii, w CERN-ie, powstaje ogromne urządzenie służące do zderzania cząstek. To akcelerator LHC. Fizycy budują go, bo chcą dysponować coraz większymi energiami. Chcą doprowadzać do kolizji cząstek z coraz większym impetem. W przeszłości, gdy dostawaliśmy do ręki nowy instrument, który umożliwiał przyspieszanie cząstek do coraz wyższych energii, odkrywaliśmy nowe cząstki i nowe zjawiska. Z akceleratorem LHC w CERN-ie będzie tak samo.

Fizycy robią te badania tylko po to, by pogłębiać swoją wiedzę? Może być z nich jakiś praktyczny użytek?
– Z tego może być coś konkretnego. Dzisiaj sytuacja jest o tyle interesująca, że udało nam się wszystkie cząstki, które znamy, uporządkować w pewien schemat. On jest prawie zamknięty. Odkrycie jakiegoś nowego elementu byłoby niezwykle ważne. Znaleźlibyśmy się w zupełnie nieznanym miejscu. To można uzyskać, tylko sięgając do bardzo wysokich energii, które w ciągu najbliższych kilku miesięcy staną się realne.

Wydając miliardy euro na takie urządzenia jak LHC, fizycy muszą mieć jakiś plan. Muszą mieć zarysowany jakiś horyzont. Jaki jest plan badawczy dla LHC?
– Jednym z takich ważniejszych, niezwykle frustrujących pytań jest pytanie o charakter masy. My nie wiemy, dlaczego niektóre cząstki mają masę, a inne nie. Nie wiemy, jaki mechanizm odpowiada za nadawanie cząstkom masy. Poza tym być może odkryjemy zupełnie nowy, zwierciadlany świat. To tzw. świat supersymetryczny. W tym zwierciadlanym świecie każda cząstka, którą znamy, miałaby swojego zwierciadlanego partnera.

Za kilka tygodni uroczyste otwarcie LHC. Jego budowa trwała prawie 8 lat. Czy fizycy już myślą o jeszcze potężniejszych maszynach?
– Tak. Planowanie już trwa. A to, czy te plany zostaną zrealizowane, czy nie, zależy od tego, co uda się odkryć w LHC. Jeżeli odkryjemy nowy świat, to nie możemy go zostawić niezbadanym.



Gość Niedzielny 19/2008