Tjedan dana nakon što se Hrvatska pridružila CERN-u, znanstvenici iz te europske organizacije najavili su novi ambiciozni projekt koji bi trebao razotkriti misterij tamne materije.
Znanstvenici već desetljećima vjeruju kako je sve što vidimo oko nas - energija i materija koju možemo detektirati - tek pet posto svega što postoji. Sve ostalo su tamna materija i tamna energija, koju još uvijek nismo uspjeli izravno opaziti. Novi CERN-ov eksperiment zamišljen je kao “zamka” za čestice tamne materije.
“Pitanje ‘Od čega se sastoji svemir’ spada među najvažnija neodgovorena pitanja moderne znanosti”, rekao nam je dr. Ivica Puljak, poznati hrvatski fizičar i suradnik na CERN-u, na pitanje zašto je bitna tamna materija.
“Znamo da je 27% svemira takozvana tamna materija, koja gravitacijski djeluje s ostalom materijom te da je 68% svemira tamna energija za koju samo znamo da uzrokuje širenje svemira i ništa drugo. Za tamnu energiju imamo poteškoća pronaći ideje kako da je ispitujemo, dok za tamnu materiju imamo dosta ideja i dosta detektora koji je traže, ali je za sada neuhvatljiva. Tko prvi objasni od čega se sastoji tamna materija sigurno će dobiti Nobelovu nagradu, i to jako brzo”, kazao nam je dr. Puljak.
Novi detektor
Veliki hadronski sudarač (LHC) najveći je akcelerator čestica na svijetu, i najskuplji znanstveni eksperiment u povijesti - radi se o 27 kilometara dugom tunelu ispod Švicarske i Francuske u kojem se od 2010. sudaraju čestice brzinama bliskim brzini svjetlosti. U svakom od tih sudara nastaju nove čestice, koje znanstvenici pokušavaju identificirati prema tragovima koje ostavljaju u jednom od četiri velika detektora. Uz njihovu pomoć, znanstvenici su 2012. dokazali postojanje Higgsovog bozona. No, niti jedan od detektora nije dovoljno osjetljiv kako bi otkrio čestice tamne materije.
Novi detektor - FASER - dizajniran je baš kako bi provjerio neke od najraširenijih teorija o tamnoj materiji. Te čestice - ako postoje - izrazito su teške za “uloviti” jer s “običnom” materijom reagiraju samo putem gravitacijske sile - nemaju električni naboj, ne reagiraju na magnetizam i ne ispuštaju fotone pri svojim interakcijama.
“Mogu putovati i stotine metara kroz bilo koji materijal bez ikakve reakcije, prije nego što se raspadnu u znanosti poznate čestice, poput elektrona ili pozitrona”, stoji u priopćenju CERN-a.
Novo poglavlje fizike
Detektor bi, kako nam je pojasnio dr. Puljak, trebao biti montiran 480 metara daleko od detektora ATLAS, i hvatati čestice koje nisu skrenule u magnetnom polju već su se nastavile kretati pravocrtno.
“FASER je jedan od niza detektora koji pokušava pronaći tamnu materiju”, kazao nam je dr. Puljak. “Njegova prednost je u tome što tamnu materiju traži kroz čestice koje sami proizvodimo i tako možemo bolje kontrolirati i predvidjeti gdje i kako je tražiti. Neki drugi detektori, naročito u područjima astrofizike i kozmologije, nemaju taj luksuz, nego tamnu materiju traže kroz procese koje samo promatraju, ali ih ne mogu kontrolirati. Svi se znanstvenici nadaju da će upravo njihov eksperiment pronaći tamnu materiju, a mi ostali se nadamo da će to biti čim prije, te da ćemo tako saznati jednu od najvećih tajni prirode.”
Cilj je otkriti nove čestice koje za sada postoje samo u teoriji, poput “tamnih fotona” i “neutralina”. Eksperiment bi trebao započeti između 2021. i 2023., a znanstvenici se nadaju kako će otvoriti potpuno novo poglavlje fizike.