Kaikkien aikojen voimakkain hiukkaskiihdytin käyntiin tänään

Kaikkien aikojen voimakkain hiukkaskiihdytin on tarkoitus käynnistää tänään Sveitsissä.

Neulan etsiminen heinäsuovasta on siedettävä tehtävä, kun tietää millaista neulaa etsii ja apuna on vahva magneetti.

Fyysikot alkavat pian penkoa salaperäistä Higgsin bosonia hiukkasvyyhdestä, ja siksi pari tuhatta suprajohtavaa magneettia on valmiina Cernin uudessa hiukkaskiihdyttimessä.

Suuri protonitörmäytin (LHC) käynnistyy virallisesti tänään.

Se tuottaa seitsemän kertaa voimakkaampia törmäyksiä kuin Fermilabin kiihdytin Yhdysvalloissa. Yksi LHC:n tärkeimmistä tehtävistä on löytää hiukkanen, joka pelastaisi hiukkasfysiikan vallitsevan standardimallin.

Juhlallisemmin LHC:n pitäisi kertoa, mikä on aineen ja maailmankaikkeuden alkuperä.

Keskiviikkona protonit alkavat kiertää 27 kilometrin mittaista ympyrää, ensin vain esikiihdyttimen vauhdittamina.

Kiihdytin on kehämäinen, koska suorien törmäyttimien rakentaminen on hankalaa jo niiden tarvitseman maa-alan takia. Vaikka Cernin kiihdyttimen halkaisija on yli kahdeksan kilometriä, mahtuu se vielä järjellisen kokoiselle alueelle.

LHC:n uusi piirre ovat entistä tehokkaammat suprajohtavat magneetit, jotka ohjaavat protonisuihkua. Magneetit on jäähdytetty 1,9 Kelvin-asteeseen, jotta ne johtaisivat sähköä liukkaasti. Vian ilmetessä korjaajat saavat odottaa päiviä laitoksen lämpenemistä absoluuttisen nollan tuntumasta.

Higgsin hiukkanen on selkein syy rakentaa LHC.

Cernin edellinen suuri hiukkaskiihdytin (LEP) antoi tietoja Higgsin massasta. Se on vähintään 114,5 gigaelektronivolttia ja melko todennäköisesti lähellä tuota lukemaa, mutta massa voi olla jopa seitsenkertainen. Higgs voi siis olla 114,5–1 000 kertaa protonin painoinen.

Yksi elektronivoltti tarkoittaa energiaa, jonka yksi elektroni saa siirtyessään yhden voltin pariston navasta toiseen.

Kun LHC toimii täydellä teholla, yhden protonin energia on 7 teraelektronivolttia. Se vastaa seitsemän lentävän hyttysen liike-energiaa, joten protonien törmäyskohdassa on vain 14 hyttysen liike-energian piikki.

Kuulostaa vähältä, mutta kun kun protoneita on suihkussa satamiljoonaa ja kaikki energia pakkautuu äärimmäisen pieneen törmäyskohtaan, alkaa jotakin näkyä.

Sitä paitsi LHC:n protonisuihkut kiihdyttävät "hyttysparvet" vastakkain kahden Pendolinon liike-energialla.

LHC:n toivotaan kertovan myös, onko standardimallin hiukkasilla raskaat "superpartnerit". Kevein superpartnereista olisi vahva ehdokas avaruuden täyttämän pimeän aineen raaka-aineeksi.

Tätä ihmiseltä piiloutunutta ainetta on vajaa neljännes maailmankaikkeuden massasta, josta tunnettua ainetta on vain muutama prosentti ja valtaosa pimeää energiaa.

Tutkimustyö alkaa syksyn kuluessa, ja Higgsin jahtaaminen täydellä teholla keväällä. Voi kulua pari vuotta, ennen kuin tutkijoilla on todisteita Higgsistä tai sitä vastaan.

Pelokkaimmat alan harrastajat ovat vaatineet LHC:n hyllyttämistä, koska pelkäävät sen tuottavan minikokoisia mustia aukkoja, jotka imaisisivat maapallonkin. Tutkijat vastaavat, että jos mikroskooppisia mustia aukkoja olisi, avaruuden säteily olisi niitä jo synnyttänyt.

Ja miniaukon synnyttäminen vasta olisikin sensaatio, koska miniaukko auttaisi vihdoinkin yhdistämään kvanttimekaniikan ja painovoiman.

Muualla verkossa:

Helsingin Sanomat | hs.online@hs.fi