Izbornik
FacebookTwitterGoogle+RSSYouTube

Božja čestica – je li znanost nova religija?

CERN iz zraka
Javna rasprava s temom “Božja čestica – je li znanost nova religija?” održana je u utorak, 12. veljače u prostorijama Zagrebačkog kazališta lutaka u organizaciji British Councila. Gosti debate bili su dr. sc. Boran Berčić (izvanredni profesor na Odsjeku za filozofiju Filozofskog fakulteta Sveučilišta u Rijeci), dr. sc. Krešimir Kumerički (docent na Zavodu za teorijsku fiziku Fizičkog odsjeka Prirodoslovno-matematičkog fakulteta u Zagrebu), dr. Brian Cox (eksperimentalni fizičar na Fakultetu za fiziku i astronomiju Sveučilišta u Manchesteru, također radi u CERN-u pokraj Ženeve) i dr. sc. Davor Pećnjak (viši znanstveni suradnik na Institutu za filozofiju u Zagrebu). Voditelj rasprave bio je Krešimir Mišak, poznat široj populaciji po vođenju emisije “Na rubu znanosti”.

Rasprava je bila vrlo zanimljiva, pogotovo za širu publiku koja voli slušati o najnovijim dosezima znanosti, a za one koji nisu bili pokušati ću prenijeti neke dijelove.
Sama je tema “Božja čestica” aktualna zato što se za par mjeseci u CERN-u pokraj Ženeve pušta u pogon najveći akcelerator čestica na svijetu poznat pod nazivom LHC – Large Hadron Collider (veliki sudarač hadrona) čiji je jedan od zadataka naći Božju česticu (znanstvenije Higgsov bozon) odgovornu za masu sve materije u svemiru.
Razumijevanje svijeta kakvog danas poznajemo temeljimo na Standardnom modelu – teoriji koja opisuje građu i međusobno djelovanje čestica koje izgrađuju materiju, odnosno cijeli svemir.
Ukratko: Standardni se model sastoji od dvije vrste građevnih čestica: leptona (kao npr. elektron ili elektronski neutrino) i kvarkova (up, down, charm, strange, top, bottom) te bozona – čestica koje prenose interakcije između tvari (npr. foton kao prijenosnik elektromagnetske sile). Sve su čestice koje predviđa Standardni model eksperimentalno dokazane (možemo reći otkrivene) osim Higgsovog bozona, čestice koja daje masu svim ostalim česticama jer sve elementarne čestice po Standardnom modelu ne bi trebale imati nikakvo svojstvo mase same po sebi.

Standardni model čestica

Gravitacija i gravitacijska sila još su daleko od aktivnog proučavanja prvenstveno zato što bi trebale ogromne energije da se vrše takvi eksperimenti (za što čak ni LHC nije sposoban), jer načelno treba veliku masu/energiju dovesti na mikro skalu da bi gravitacija bila relevantna u mikrosvijetu i tek time bi se mogla uspoređivati s ostale tri sile (slaba, jaka i elektromagnetska). Prijenosnici bi gravitacijske sile trebali bili gravitoni (što je sad samo hipoteza), a teorija koja bi sve fundamentalne sile ujedinila: TOE – Theory of Everything. Zašto je gravitacija toliko slabija od ostalih sila? Može se primjetiti da je gravitacija bitna samo u makrosvijetu – kod gibanja planeta i ostalih svemirskih objekata te kad vaza padne na tepih u dnevnom boravku. Teorijski fizičari daju mogućnost da gravitacija, za razliku od ostale tri sile, djeluje u više dimenzija od danas prihvaćenih 3 (odnosno 4 ako brojimo i vrijeme), a (intuitivno) čim nešto djeluje na više strana to je slabije. Sve u svemu – gravitaciju isključujemo iz daljnje priče, jer ne spada (još) u Standardni model elementarnih čestica.

Higgsov je bozon dobio naziv Božja čestica radi popularizacije znanosti (kako priznaje sam autor naziva – L. Lederman). Pozadinski je razlog što znanstvenici trebaju financijska sredstva za svoja istraživanja, pa su, da naglase važnost ovog istraživanja u javnosti nadjenuli ime Božja čestica iako nema nikakve veze s Bogom niti religijom (objektivno je to prepompozan naziv za takvo što).

Masu tvari očitujemo kroz gravitaciju i inerciju (npr. kad želimo nešto ubrzati/usporiti, što je masivnije to nam je teže to pogurati/zaustaviti, tj. više se opire).

Teorija koja stoji iza mase u Standardnom modelu, Higgsov mehanizam, govori da kroz cijeli prostor postoji polje – Higgsovo polje. To polje uzrokuje masu ostalih čestica (leptona i kvarkova) pomoću prijenosnika Higgsovog bozona, čestice koja vrši interakciju između tog polja i ostalih čestica. Možemo ilustrativno reći da se čestice lijepe za to polje dok putuju kroz njega, a mi očitujemo kao masu. Čestice koje ne reagiraju s tim poljem nemaju masu (točnije masu mirovanja) i mogu putovati brzinom svjetlosti c, kao npr. foton.

LHC će pustiti u pogon u svibnju i počet će potragu za Higgsovim bozonom, ukoliko se ne dogodi opet nekakva odgoda (do sad su imali problema s hlađenjem, pa sa krivo isporučenim nosačima za magnete što je uzrokovalo kašnjenje duže od godinu dana). Očekuje se da će Higgs vrlo vjerojatno biti pronađen (jer već sada postoje indirektni dokazi za njegovo postojanje) i time bi Standardni model dobio još jedan dokaz ispravnosti. Pronalazak ne bi trebao biti trenutan jer eksperimentalni rezultati u fizici proizlaze iz mnogo pokusa i statističke obrade.

 

Neka od pitanja koja su bila postavljana gostima na debati:

– Može li LHC stvarati mini crne rupe?
Gotovo je nevjerojatno, ali kad bi ih i stvarao to bi bila samo odlična prilika za njihovo istraživanje, ako bi ih mogli detektirati. Ako prihvatimo mogućnost da postoje crne rupe, onda možemo i vrlo lako prihvatiti činjenicu da postoji Hawkingovo zračenje zbog kojeg crne rupe “umiru”, tj. nestaju. Takve male crne rupe bi vrlo brzo nestale i ponašale bi se kao i sve druge čestice takve male mase i ne bi postojala nikakva opasnost od njih jer npr. elektron, čestica isto jako male mase, do sad nije ništa usisala.

– Može li se u LHC-u izazvati bilo kakva druga nesreća?
Ne, jedino što im se može desiti da oštete sam uređaj tako da energetski snop ne usmjere dobro i probuše cijev kojom taj snop ide. Red veličina energija koje se koriste u LHC-u se može usporediti s energijom vojnog aviona koji leti što i nije tako puno. Avion ne može napraviti ogromnu štetu ako se zaleti u zid, pogotovo 100m ispod zemlje.

– Može li potres uništiti LHC?
Ženeva i CERN se nalaze na seizmički jako stabilnom tlu (zato je i odabrana ta lokacija) tako da je mogućnost potresa minimalna. Ali su se susretali s drugim poteškoćama: Mjesec je smetao mjerenjima dok se našao iznad CERN-a (njegova gravitacija točnije) ili je rezultate mjerenja “kvario” brzi vlak koji je kretao za Pariz (povukao je puno struje iz el. mreže).

– Kako se znanje o Higgsovom bozonu može primijeniti u svakodnevnom životu?
Za sad nema nikakve ideje koja bi bila primjena te teorije, ali povijesno gledano svaki napredak u znanosti se na kraju odrazio i na svakodnevni život i tehnologiju. Šira populacija traži često da znanstvena istraživanja budu fokusirana da se nešto konkretno dobije, ali to tako ne funkcionira: nisu ljudi željeli naći bolju zamjenu za konje ili parni stroj pa su krenuli u istraživanje električnog motora, već je Maxwell prvo postavio teoriju elektromagnetizma pa se tek tada našla primjena (godinama poslije). Ista stvar za tranzistore – nisu ljudi željeli napraviti nešto sitno što “računa”, već je to proizašlo iz otkrića u kvantnoj mehanici. Znači gledano povijesno, ova otkrića u LHC-u će sigurno naći primjenu u budućnosti.

– Što ako Higgsov bozon ne bude pronađen?
Sve ukazuje na to da će biti pronađen (dosadašnja indirektna saznanja), ali ako kojim slučajem ne bude pronađen, na toj energetskoj razini sigurno postoji nekakav mehanizam koji je odgovoran za efekte za koje sad “krivimo” Higgsov bozon. Situacija u takvim istraživanjima je slična poznatoj priči o otkriću Amerike – pretpostavljalo se da je Zemlja okrugla i da će put suprotan od tada znanog puta biti također put do Indije, ali je u tom pothvatu nađeno još veće otkriće, novi kontinent Amerika. Ne očekuje se da će biti pronađena Amerika, ali ako bude, to može biti samo bolje.

Možda se neki pitaju kako nisam spomenuo religijsku komponentu koja je i u naslovu naglašena. Na samoj debati ona je brzo obrađena sa zaključkom: Znanost ne može biti nova religija jer nema iste ciljeve i metode kao religija. Religija ima drugu svrhu u društvu. Sami gosti, osim jednog, su se izjasnili kao nevjernici, ali nemaju ništa protiv onih koji vjeruju. Boran Berčić je napomenuo da Bog nije odgovor na pitanje “Kako je nastao svemir”, to je samo zavaravanje, kvaziodgovor. Bog može biti odgovor na sve (npr. “Bog je tako želio”), a zapravo takav odgovor ne daje jasan i konzekventan sadržaj. Tako da ne valja miješati religiju i znanost: znanost se drži svog područja, religija svog.

Bilo je još pitanja od kojih su neka izalazila iz teme (npr. zašto postoji levitacija?!) i više spadala u sadržaj emisije “Na rubu znanosti”.

Nadam se da će ovaj tekst motivirati ljude koje zanima znanost i ovakva tematika da posjećuju ovakve događaje (upad je redovito besplatan).

Veličina detektora naspram čovjeka