CERN aloittaa törmäytyskokeensa: Onnistuuko maailman rajuin hiukkastörmäys – katso suora lähetys

Jukka Ukkola
Ulkomaat 30.3.2010 09:41
CERNin tiloja Genevessä tiistaiaamuna ennen törmäytyskokeen aloittamista. Kuva Anja Niedringhaus / AP / Lehtikuva.

Katso uutiskuvia aiheesta SK:n kuvaseinällä.

Maailman rajuin hiukkastörmäys näkyy suorana verkossa – jos koe saadaan jatkumaan. Runsas tunti aloituksesta se jouduttiin toistaiseksi keskeyttämään. Seuraa suoraa lähetystä tästä linkistä.

Euroopan hiukkasfysiikan tutkimuskeskus CERN Genevessä Sveitsissä on vihdoin valmis aloittamaan tutkimusohjelmansa, jota on valmisteltu pitkään. Tiistaina 30. maaliskuuta on tarkoitus ensimmäistä kertaa saada aikaan keinotekoinen ”suuri pamaus”, eli törmäyttää kaksi protonisuihkua, jotka kiertävät suunnattomalla nopeudella 27-kilometrisessä ympyränmuotoisessa hiukkaskiihdyttimessä.

Kaikkiaan miljardeja euroja maksaneen kokeen tarkoituksena on tutkia aineen perusolemusta ja sitä koossa pitäviä voimia sekä erityisesti löytää ns. Higgsin hiukkanen eli bosoni jonka toivotaan valaisevan sitä, miksi joillakin hiukkasilla (esim. elektroneilla) on massa, mutta toisilla (fotoneilla) ei. Higgsin bosoni on ennustettu teoreettisesti, nyt se pitäisi todistaa kokeellisesti.

Törmäystä varten rakennettu suuri hadronitörmäytin LHC käynnistettiin ensi kerran syyskuussa 2008, mutta testaus jouduttiin keskeyttämään yli vuodeksi mm. suprajohtavissa magneeteissa ilmenneiden ongelmien takia. Tuolloin maailmalla kiersi myös urbaanilegenda, että LHC:n törmäytyksessä saattaisi syntyä jopa musta aukko, joka pahimmassa tapauksessa voisi nielaista koko maapallon. Tämän huhun asiantuntijat kuitenkin pontevasti torjuivat.

Viime joulukuussa LHC käynnistettiin uudelleen, ja tiistaina siis on tarkoitus päästä tositoimiin, joiden tuloksena syntyy suurin koskaan hiukkastörmäytyksissä aikaansaatu energia – jos vain kaikki onnistuu. Koska nokkakolarissa on vastakkain kaksi protonisuihkua, joiden molempien energia on 3,5 TeV (teraelektronivolttia), on maalaisjärjellä ymmärrettävää, että törmäyksessä syntyy 7 TeV:n energia. Se mitä muuta tapahtuu, menee jo niin pitkälle hiukkas- ja kvanttimekaniikkaan, että kiinnostuneiden on parasta lukea vaikkapa täältä tai katsoa omin silmin verkosta, jossa törmäys näytetään suorana lähetyksenä tiistaina klo 9.30 – 19.00

Ne, joilla on tilaisuus päästä Jyväskylän yliopistolle, voivat seurata siellä (fysiikan laitoksen salissa FYS1) asiantuntijoiden opastuksella törmäyskokeen yhden osan, ALICEn, edistymistä. ALICEssa törmäytetään vastakkain kaksi lyijy-ydintä lähes valon nopeudella. Törmäyksessä syntyy kuuma ainepisara, jonka lämpötilan uskotaan nousevan hetkellisesti yli tuhanteen miljardiin asteeseen. Samalla aine muuttuu plasmaksi, jollaista kaiken aineen uskotaan olleen heti alkuräjähdyksen jälkeen. Jyväskylän yliopiston fysiikan laitos on mukana ALICE-projektissa. Törmäytyskokeen toisessa projektissa CMS:ssä on mukana Helsingin yliopiston tutkimusryhmä.
ALICEn edistymistä voi seurata myös verkossa ohjauspaneelista sekä verkkokameroista, jotka päivittyvät automaattisesti tiistaina: kamera 1, kamera 2, kamera 3 ja kamera 4.

Aiheesta lisää
Ihmiskunnan suurin tieteellinen koe alkaa Cernissä: Pimeä aine saa vihdoin valaisua (Suomenkuvalehti.fi 9.9.2008)
Tänään Cern, huomenna Pyhäsalmi? (Suomenkuvalehti.fi 9.9.2008)

Keskustelu

Törmäysennätys syntyi. CERNin törmäytyskoe päättyi iltapäivällä taputuksiin ja hillittyyn hihkumiseen, kun monien vaikeuksien jälkeen koe lopulta onnistui, ja tuloksena syntyi uusi törmäysvoimen maailmanennätys.
Aiemmin päivällä koe kohtasi vaikeuksia, kun hiukkassuihkun kulku katkesi yhdessä kiihdytinputken osassa. Katkoksen takia myös internetin suora lähetys muuttui ensin sekoiluksi ja lopulta keskeytettiin kokonaan. Noin kello 15 mennessä Suomen aikaa ongelmat saatiin kuitenkin ratkaistuksi, ja simuloitu alkuräjähdys onnistui. Suora videolähetys http://webcast.cern.ch/lhcfirstphysics/ CERNistä jatkuu ainakin klo 19:ään saakka.

Tässä vielä Helsingin yliopiston fysiikan laitoksen laatima törmäytyskokeen minuuttiaikataulu, josta ilmenee, että törmäys tapahtui Suomen aikaa noin klo 14:
* klo 7 Hiukkassuihkut käynnistetty, magneettikenttien kasvattaminen alkaa
* klo 9 Uusien hiukkassuihkujen täyttäminen alkoi
* 9:30 webcast-lähetys CERNista alkoi
* 9:30:n jälkeen: hiukkassuihkut menetettiin, laitteen suojajärjestelmä aiheutti pysähtymisen
* 11:30 Ekspertti A. Siemko kertoo, että sähkoinen häirio aiheutti suojajärjestelmän aktivoitumisen, ja että laitetta käynnistetään uudestaan
* 11:54 syy tarkentunut, kyseessä oli LHC- ja SPS-kiihdyttimien päävirtajärjestelmien magneettien kytkeytymisen aiheuttama häirio
* 12:20 hiukkassuihkut jälleen LHC:ssa
* 12:29 suihku 2 ei käyttäytynyt kunnolla, joudutaan uusimaan
* 12:37 hiukkassuihkut jälleen kiertämässä, kiihdyttäminen kohta alkamassa
* 12:52 kiihdyttäminen alkoi
* 13:38 hiukkassuihkut tavoite-energiassa 3.5+3.5 TeV!
* noin klo 14 Tormäyksiä maailmanennätysenergialla!

Mita ne nyt vouhkaavat yhdesta Cernista.
Suomen hiukkaskiihdytin on ollut toiminnassa jo pitkaan.
Ettako mitenka? Siis missako?
Siella eduskuntatalon uumenissa.
Kylla niiden tormailyista tavallinen rahvas TODELLA HIUKKASEN KIIHTYY.

Saadaanko koskaan siita Cernin kiihdyttelysta mitaan todellista tietoa aikaan?
Ihan kuin Suomesakin. Kiihdyttavat HIUKKASEN, mitaan eivat saa aikaan.

No, myontaa taytyy etta viime viikollakin saatiin.
Saatiin valiokunta tutkimaan onko se hottentottilaulu rastasismia vaiko eiko.
Valiokunta aikoo suorittaa pari vuotta kestavan tutkimuksen. Asian takia ei edes tarvitse matkustella enempaa kuin Porvoon karajaoikeus.
Huakotti perheineen asuu nimittain Suomessa. Ehka joitain haastatteluja siella Tsikkadua-joella on pakko tehda, saa valiokunta sopivasti pienen virkistysloman raskaan tyonsa lomassa. Sen olemme heille velkaa.

Amatöörinkin mielenkiinto kohdistuu Cernin projekteihin, vajavaisinkin fysiikan perustiedoin.
Kuka olisi luullut kaksi vuosikymmentä sitten, että kirjoittelemme näitä juttuja netissä ja soittelemme pikku kapulalla mihin tahansa. Cern on ollut näissä vahva toimija.

Teorettisia malleja uusiin ideoihin jo on. Yleiseen käyttöön olisi mukava saada työpöydälle vaikkapa kolmiulotteinen hologrammidokumentti sademetsän elämästä. Ilman kastuneita kenkiä, matkustusharmeja ja hyttyspaljoutta.

15 vuotta sitten sain ensi kokemuksen hologrammifilmistä Saksassa. Tutkimuskeskuksen aulan hämärässä nurkassa, tiskin takana oli Marilyn Monroe. Ohi kävellessäni heitti lentopusun ja seurasi viehkolla katseella. Jäi epäilys viehätysvoimastani ja palasin havaiten, että frouvan läpi kuultaa…

Eetwartti.
Mitahan olisitkaan saanut paahasi ellei sen frouvan lapi olisi kuultanut?

Ursus Maritimus,
kun seuraava tutustumiskohde oli lentokoneiden kuvaama 3D-demonstraatio taistelukentästä suhteessa 1:1000, unohdin frouva-leffan. Taisi tuolla kertaa Mars voittaa Venuksen.

Säväytti ajatus, että noinko kentsut seuraa johtokeskuksessa, koska on optimaalinen hetki pommittaa vihollisen tukikohtaa…