SG.hu
Svájc épülő részecskegyorsítója az internet fejlődésének is új lökést adhat
A Svájci Részecskefizikai Kutatóközpontban (CERN) épülő valaha létezett legnagyobb teljesítményű részecskegyorsító, a Large Hadron Collider (LHC) várhatólag képes lesz az univerzum születése idején fennállt feltételek szimulálására. Az új eszköz az anyag és az energia alapvető tudományos elméleteit döntheti meg és emellett a hálózati alapú Grid technológia fejlesztését is jelentősen ösztönözni fogja - adta hírül az InfoPark Rt. innovációs hírlevele a Voice of America nyomán.
Ellentétben azzal, amit a neve sugall, az ősrobbanást nem feltétlenül egy valódi robbanásként kell elképzelni. A kutatók inkább azt jelzik az elnevezéssel, hogy a világegyetemnek volt egy kezdete: az a pillanat, amikor a világegyetem, a tér és az idő született. A tudomány nem tudja miért, vagy hogyan ment végbe a folyamat, mondja Richard Jacobsson, a CERN fizikusa, de a nagy részecskegyorsítók, mint az LHC, segíthetnek többet megtudni róla.
Amikor az eszköz 2007-ben elkészül, a gép szupravezetői kezdetben az abszolút nulla fok közelében lépnek működésbe, majd a proton-proton ütközéskor létrejövő hőmérséklet egymilliárdszor melegebb lesz a nap középpontjánál. "Az LHC segítségével képesek leszünk megfigyelni, hogy viselkedett a világegyetem, mikor nem volt idősebb egy tízmilliárdod másodpercnél" - ismertette Jacobsson. "Arról már ma is elég világos elképzelésünk van, hogy mi történt azóta. Most azt próbáljuk megfejteni, hogy mi történt előtte."
Az idén ötvenedik születésnapját ünneplő CERN-ben, mely a világ legnagyobb részecskefizikai kutatólaboratóriuma, jelenleg 80 országból megközelítőleg 6500 tudós dolgozik együtt több száz programon. Az Egyesült Államok, amellett, hogy az intézmény mindenkori legnagyobb versenytársa, egyben legjelentősebb nemzetközi partnere is. Miután az amerikai kongresszus 1993-ban elvetette egy nagyteljesítményű részecskeütköztető felépítését Texas államban, az amerikai fizikus szakma jelentős emberi és anyagi támogatást nyújtott az LHC létrehozásához. A részecskegyorsító elkészítése mögött 2,5 milliárd dolláros költségvetés áll, melyből több mint fél milliárd dollár az Egyesült Államoktól származik.
A CERN a francia-svájci határon található, nem messze Genf városától. Az LHC-t ugyanabban a 27 kilométeres csatornában építik fel, mint ahol egy korábbi, kevésbé nagy teljesítményű gyorsító állt. Amikor az LHC működésbe lép, a felgyorsult protonok majdnem fénysebességgel fognak haladni, másodpercenként körülbelül 800 ütközést produkálva. Az LHC gyűrűjére épülő négy nagy kísérleti eszköz közül az Atlas nevű körülbelül hatszor akkora lesz, mint a párizsi Notre Dame székesegyház.
A fizikusok arra számítanak, hogy az LHC segítségével megtalálják a Higgs boson nevű, eddig csak elméletben ismert részecskét, mely választ adhat arra a kérdésre, hogy az elemi részecskéknek miért van tömegük és súlyuk. Az Atlas építésénél dolgozó Torsten Wengler fizikus szerint a Higgs megtalálása nagy sikert jelentene, de amennyiben ez nem következik be, az még érdekesebb fejleményt jelentene. "Ha még az LCH működése során sem találjuk meg, akkor egy alapvető hiba van az elméletben, és ez még annál is izgalmasabb lehet, mintha megtalálnánk. Úgyhogy mindenképpen nyerő pozícióban vagyunk."
A CERN jelenleg fejlettebb számítógépes és elektronikus eszközök kifejlesztésén dolgozik, hogy nyomon követhesse a részecskegyorsítóban létrejövő hatalmas számú részecskét. A keletkező adatok elemzése túl nagy feladat ahhoz, hogy egyetlen intézmény számítógépes rendszere megbirkózzon vele, így egy olyan technológiára van szükség, amely lehetővé teszi, hogy a kutatók világszerte hozzáférhessenek az adatokhoz.
"Mint köztudott, a világháló elgondolása itt született a CERN-nél. Most a Grid nevű új technológián dolgozunk, amit ugyan nem mi találtunk fel, de ez lesz a következő nagy lépcső az internet fejlődésében" - nyilatkozta Francois Grey, a CERN infokommunikációs osztályvezetője. "A Grid hálózatok új távlatokat fognak megnyitni a számítási és adattárolási képességek területén, ugyanúgy, ahogy ez- a világháló esetében történt. Nem kell hozzá tudni, hol megy végbe az adatfeldolgozás, sem azt, hol tárolódnak az adatok - a Grid önállóan ki tudja használni a hálózat rejtett kapacitásait." Grey úgy véli, hogy a tudósok évtizedekig fogják az LHC-ből nyert adatokat elemezni, és az új technológia lehetővé fogja tenni, hogy a hatalmas adatmennyiség elérhetővé váljon a tudósok számára a világ bármely részén.
Ahogy a múltban is, az LHC-hez szükséges információs technológia kifejlesztése során a későbbiekben is rengeteg hasznos alkalmazás születhet. Elég csak a világháló példájára gondolni, mely alapvetően megváltoztatta az információs világot. Ugyanakkor mára maguk a részecskegyorsítók is fontos eszközökké váltak az ipar, a gyógyszerfejlesztés és a kutatás számos területén.
Ellentétben azzal, amit a neve sugall, az ősrobbanást nem feltétlenül egy valódi robbanásként kell elképzelni. A kutatók inkább azt jelzik az elnevezéssel, hogy a világegyetemnek volt egy kezdete: az a pillanat, amikor a világegyetem, a tér és az idő született. A tudomány nem tudja miért, vagy hogyan ment végbe a folyamat, mondja Richard Jacobsson, a CERN fizikusa, de a nagy részecskegyorsítók, mint az LHC, segíthetnek többet megtudni róla.
Amikor az eszköz 2007-ben elkészül, a gép szupravezetői kezdetben az abszolút nulla fok közelében lépnek működésbe, majd a proton-proton ütközéskor létrejövő hőmérséklet egymilliárdszor melegebb lesz a nap középpontjánál. "Az LHC segítségével képesek leszünk megfigyelni, hogy viselkedett a világegyetem, mikor nem volt idősebb egy tízmilliárdod másodpercnél" - ismertette Jacobsson. "Arról már ma is elég világos elképzelésünk van, hogy mi történt azóta. Most azt próbáljuk megfejteni, hogy mi történt előtte."
Az idén ötvenedik születésnapját ünneplő CERN-ben, mely a világ legnagyobb részecskefizikai kutatólaboratóriuma, jelenleg 80 országból megközelítőleg 6500 tudós dolgozik együtt több száz programon. Az Egyesült Államok, amellett, hogy az intézmény mindenkori legnagyobb versenytársa, egyben legjelentősebb nemzetközi partnere is. Miután az amerikai kongresszus 1993-ban elvetette egy nagyteljesítményű részecskeütköztető felépítését Texas államban, az amerikai fizikus szakma jelentős emberi és anyagi támogatást nyújtott az LHC létrehozásához. A részecskegyorsító elkészítése mögött 2,5 milliárd dolláros költségvetés áll, melyből több mint fél milliárd dollár az Egyesült Államoktól származik.
A CERN a francia-svájci határon található, nem messze Genf városától. Az LHC-t ugyanabban a 27 kilométeres csatornában építik fel, mint ahol egy korábbi, kevésbé nagy teljesítményű gyorsító állt. Amikor az LHC működésbe lép, a felgyorsult protonok majdnem fénysebességgel fognak haladni, másodpercenként körülbelül 800 ütközést produkálva. Az LHC gyűrűjére épülő négy nagy kísérleti eszköz közül az Atlas nevű körülbelül hatszor akkora lesz, mint a párizsi Notre Dame székesegyház.
A fizikusok arra számítanak, hogy az LHC segítségével megtalálják a Higgs boson nevű, eddig csak elméletben ismert részecskét, mely választ adhat arra a kérdésre, hogy az elemi részecskéknek miért van tömegük és súlyuk. Az Atlas építésénél dolgozó Torsten Wengler fizikus szerint a Higgs megtalálása nagy sikert jelentene, de amennyiben ez nem következik be, az még érdekesebb fejleményt jelentene. "Ha még az LCH működése során sem találjuk meg, akkor egy alapvető hiba van az elméletben, és ez még annál is izgalmasabb lehet, mintha megtalálnánk. Úgyhogy mindenképpen nyerő pozícióban vagyunk."
A CERN jelenleg fejlettebb számítógépes és elektronikus eszközök kifejlesztésén dolgozik, hogy nyomon követhesse a részecskegyorsítóban létrejövő hatalmas számú részecskét. A keletkező adatok elemzése túl nagy feladat ahhoz, hogy egyetlen intézmény számítógépes rendszere megbirkózzon vele, így egy olyan technológiára van szükség, amely lehetővé teszi, hogy a kutatók világszerte hozzáférhessenek az adatokhoz.
"Mint köztudott, a világháló elgondolása itt született a CERN-nél. Most a Grid nevű új technológián dolgozunk, amit ugyan nem mi találtunk fel, de ez lesz a következő nagy lépcső az internet fejlődésében" - nyilatkozta Francois Grey, a CERN infokommunikációs osztályvezetője. "A Grid hálózatok új távlatokat fognak megnyitni a számítási és adattárolási képességek területén, ugyanúgy, ahogy ez- a világháló esetében történt. Nem kell hozzá tudni, hol megy végbe az adatfeldolgozás, sem azt, hol tárolódnak az adatok - a Grid önállóan ki tudja használni a hálózat rejtett kapacitásait." Grey úgy véli, hogy a tudósok évtizedekig fogják az LHC-ből nyert adatokat elemezni, és az új technológia lehetővé fogja tenni, hogy a hatalmas adatmennyiség elérhetővé váljon a tudósok számára a világ bármely részén.
Ahogy a múltban is, az LHC-hez szükséges információs technológia kifejlesztése során a későbbiekben is rengeteg hasznos alkalmazás születhet. Elég csak a világháló példájára gondolni, mely alapvetően megváltoztatta az információs világot. Ugyanakkor mára maguk a részecskegyorsítók is fontos eszközökké váltak az ipar, a gyógyszerfejlesztés és a kutatás számos területén.
