Fizyka
  Wiw.pl   Na bieżąco:  Informacje   Co nowego   Matematyka i przyroda:  Astronomia   Biologia   Fizyka   Matematyka   Modelowanie rzeczywistości   Humanistyka:  Filozofia   Historia   Kultura antyczna   Literatura   Sztuka   Czytaj:  Biblioteka   Delta   Wielcy i więksi   Przydatne:  Słowniki   Co i gdzie studiować   Wszechświat w obrazkach    
 Jesteś tutaj:  Wirtualny Wszechświat > Fizyka > Wielkie wykłady - Boska cząstka 
  Indeks
Wielkie wykłady
Dramatis personae
Niewidoczna piłka
nożna

Pierwszy fizyk cząstek
Interludium A:
Opowieść o dwóch
miastach

Poszukiwania atomu:
mechanicy

Dalsze poszukiwania
atomu: chemicy
i elektrycy

Nagi atom
Interludium B:
Tańczący mistrzowie
wiedzy tajemnej

Akceleratory: one
rozkwaszają atomy,
nieprawdaż?

Interludium C:
Jak w ciągu weekendu
złamaliśmy parzystość
i odkryliśmy Boga

A–tom!
I wreszcie Boska
Cząstka

Wyjątki z agonii
modelu
standardowego

Ukryta prostota:
upojenie modelem
standardowym

Model standardowy
A. D. 1980

Chimera unifikacji
Cechowanie
Wytropić W
Carlo i goryl
Przejażdżka na
numerze 29

Triumf
Zwieńczenie modelu
standardowego

O co tu chodzi?
Poszukiwania kwarka t
Model standardowy to
chwiejna podstawa

I wreszcie...
Kryzys masowy
Kryzys unitarności?
Kryzys Higgsa
Dygresja o niczym
Znaleźć Higgsa
Pustyniatron
Prezydent Reagan
i superakcelerator:
prawdziwa historia

Mikroprzestrzeń,
makroprzestrzeń
i czas przed
początkiem czasu

  Źródło
Leon Lederman,
Dick Teresi

BOSKA CZĄSTKA
Jeśli Wszechświat jest odpowiedzią, jak brzmi pytanie?

Przełożyła Elżbieta
Kołodziej-Józefowicz


  Prezydent Reagan i superakcelerator: prawdziwa historia
 
Prezydent Reagan i superakcelerator:
prawdziwa historia
 
W
roku 1986 projekt SSC był już gotowy do przedłożenia prezydentowi Reaganowi. Ponieważ pełniłem wówczas funkcję dyrektora Fermilabu, sekretarz Departamentu Energii poprosił mnie o  przygotowanie krótkiego filmu dla prezydenta. Uważał, że dobrze by było pokazać taki dziesięciominutowy program prezentujący problemy, którymi zajmuje się fizyka wysokich energii, w  czasie dyskusji nad projektem. Jak nauczyć prezydenta fizyki cząstek elementarnych w  ciągu dziesięciu minut? A  co gorsza: jak nauczyć tego prezydenta? Przez dłuższy czas łamaliśmy sobie głowy, aż wreszcie wpadliśmy na pomysł, by zaprosić młodzież z  pobliskiej szkoły średniej i  oprowadzić ją po laboratorium. Młodzież miała zadawać pytania, a  my udzielalibyśmy możliwie przystępnych odpowiedzi. Prezydent obejrzałby to wszystko i  może wyrobiłby sobie jakiś pogląd na fizykę wysokich energii. Zaprosiliśmy więc uczniów, udzieliliśmy im paru wskazówek i  puściliśmy resztę na żywioł. Nakręciliśmy trzydzieści minut, z  których po cięciach zostało nam czternaście. Nasz łącznik z  Waszyngtonem ostrzegł nas: nie może być więcej niż dziesięć minut. Wspominał coś o  zdolności koncentracji uwagi. Wycięliśmy więc jeszcze trochę i  posłaliśmy dziesięć minut klarownej fizyki cząstek elementarnych na poziomie drugiej klasy licealnej. Po kilku dniach przekazano nam opinię: „Nie nadaje się, zbyt skomplikowane”.
       Co zrobić? Przerobiliśmy ścieżkę dźwiękową, wyrzuciliśmy pytania uczniów. Niektóre z  nich były w  końcu dość trudne. Nagraliśmy głos eksperta referującego pytania (napisane przeze mnie), które młodzi ludzie mogliby zadać oraz nasze odpowiedzi, nie zmieniając akcji: naukowcy gestykulują, młodzież się gapi. Tym razem narracja była jasna jak słońce i  bardzo prosta. Wypróbowaliśmy całość na nie-technicznych pracownikach i  wysłaliśmy. Nasz facet z  Departamentu Energii już się niecierpliwił.
       Znów był niezadowolony: „No cóż, lepiej, ale wciąż jeszcze zbyt skomplikowane”.
       Zacząłem się denerwować. Chodziło już nie tylko o  los nadprzewodzącego superakceleratora, ale i  o  moją posadę. Tej nocy obudziłem się o  trzeciej nad ranem z  gotowym genialnym pomysłem. Następny film będzie wygladał następująco: Do wejścia do laboratorium podjeżdża mercedes, wysiada z  niego dostojny dżentelmen w  wieku około 55 lat. Słychać głos: „Oto sędzia Sylvester Matthews z  czternastego Federalnego Okręgu Sądowego zwiedza wielkie rządowe laboratorium naukowe”. Sędzia wyjaśnia swym gospodarzom – trojgu sympatycznym, młodym fizykom – że niedawno osiedlił się w  tej okolicy i  że mija laboratorium każdego dnia po drodze do sądu. Czytał o  naszej pracy w  „Chicago Tribune” i  wie, że zajmujemy się tu woltami i  atomami. Ponieważ nigdy nie studiował fizyki, chciałby się dowiedzieć, co się tu dzieje. Wkracza do budynku, uprzejmie dziękując fizykom, że zechcieli mu poświęcić nieco swego cennego czasu.
       Chodziło mi o  to, że prezydent będzie mógł utożsamić się z  inteligentnym laikiem, który ma dość pewności siebie, by przyznać, że czegoś nie rozumie. W  ciągu następnych ośmiu i  pół minut filmu sędzia często przerywa fizykom i  nalega, by trochę zwolnili i  jeszcze raz wyjaśnili to czy tamto zagadnienie. W dziewiątej minucie sędzia spogląda na swój rolex i  z  wdziękiem dziękuje młodym naukowcom. Z  nieśmiałym uśmiechem dodaje: „Wiecie państwo, prawdę mówiąc, nie zrozumiałem większości z  tego, co mówiliście, ale dostrzegłem wasz entuzjazm i  wielkość waszej misji. Tak musiał wyglądać podbój Dzikiego Zachodu... samotny jeździec, a  wokół niego rozległy niezbadany ląd...” (Tak, to ja napisałem te słowa).
       Kiedy film dotarł do Waszyngtonu, sekretarz wpadł w  ekstazę: „Udało się, jest fantastyczny. Pokażemy go podczas weekendu w  Camp David”.
       Z  wielką ulgą i  uśmiechem na twarzy poszedłem spać, ale obudziłem się o  czwartej nad ranem zlany zimnym potem. Coś było nie tak. I  nagle zrozumiałem! Nie powiedziałem sekretarzowi, że rolę sędziego odegrał aktor wynajęty z  chicagowskiego biura pośrednictwa pracy. W  tym właśnie okresie prezydent miał kłopoty ze znalezieniem odpowiedniego kandydata do Sądu Najwyższego. Przypuśćmy, że... wierciłem się i  pociłem w  pościeli, czekając, aż w  Waszyngtonie wybije ósma. Za trzecim razem udało mi się wreszcie połączyć z sekretarzem.
       – Słuchaj, ja w  sprawie tego filmu...
       – Mówiłem ci, że jest świetny.
       – Ale muszę ci coś powiedzieć...
       – Jest dobry, nie martw się, jest już w  drodze do Camp David.
       – Czekaj! – wrzasnąłem. – Ten sędzia! To nie jest prawdziwy sędzia, tylko aktor. Przypuśćmy, że prezydent zechce się z  nim spotkać, porozmawiać, wygląda przecież tak inteligentnie. Przypuśmy, że... [długa pauza].
       – Sąd Najwyższy?
       – Taak.
       [Cisza, a  potem parsknięcie].
       – Słuchaj, jeśli powiem prezydentowi, że to aktor, z  pewnością nominuje go do Sądu Najwyższego.
       Niedługo potem prezydent zaaprobował budowę superakceleratora. Według felietonisty Georga Willa, dyskusja nad projektem była krótka. Prezydent wysłuchał swoich sekretarzy, których opinie w  tej sprawie były mniej więcej równo podzielone: tyle samo za, co przeciw. Potem zacytował ulubionego gracza baseballowego: „Rzuć głęboko”. Wszyscy założyli, że miało to oznaczać: „Zróbmy to”. Tak oto nadprzewodzący superakcelerator stał się częścią narodowego planu.
       W  ciągu następnego roku w  całych Stanach Zjednoczonych i  Kanadzie trwały gorączkowe poszukiwania miejsca pod budowę akceleratora. W  tym projekcie było coś podniecającego. Jakież inne urządzenie mogłoby sprawić, by burmistrz miasteczka Waxahachie w  Teksasie stanął przed ludźmi i  zakończył ognistą przemowę słowami: „I  naród nasz jako pierwszy musi znaleźć skalarny bozon Higgsa”. Superakcelerator pojawił się nawet w  drugoplanowym wątku w  serialu Dallas – J. R. Ewing i  inni próbowali w  filmie wykupić tereny przylegające do miejsca, gdzie ma zostać wybudowany.
       Kiedy podczas spotkania Narodowej Konferencji Gubernatorów, w  jednym z  kilku milionów moich wystąpień, w  których promowałem ideę budowy SSC, wspomniałem o  wypowiedzi burmistrza, przerwał mi gubernator Teksasu. Zwrócił mi uwagę, że nieprawidłowo wymawiam nazwę Waxahachie. Najwyraźniej odchyliłem się od normy o  więcej niż zwykłą różnicę między nowojorczykiem a  mieszkańcem Teksasu. Nie mogłem się powstrzymać: „Naprawdę się starałem, panie gubernatorze – zapewniłem go. – Pojechałem tam, wstąpiłem do restauracji i  poprosiłem kelnerkę, by mi wyraźnie powiedziała, gdzie jestem. Powiedziała: B-U-R-G-E-R   K-I-N-G”. Większość gubernatorów się roześmiała, ale nie gubernator Teksasu.
       Rok 1987 był potrójnie superrokiem. Po pierwsze, zaobserwowano wtedy supernową, która rozbłysła w  Wielkim Obłoku Magellana około 160 tysięcy lat temu. Jej sygnał dotarł wreszcie do naszej planety. Przy tej okazji po raz pierwszy zaobserwowano neutrina pochodzące spoza Układu Słonecznego. Później przyszło odkrycie zjawiska nadprzewodnictwa* w  wysokich temperaturach, które wywołało w  świecie wielkie poruszenie ze względu na możliwe zastosowania techniczne. Przez jakiś czas wyrażano nawet nadzieję, że wkrótce pojawią się nadprzewodniki działające w  temperaturze pokojowej. Wyobrażano sobie, że zmniejszy się koszt przekazywania elektryczności, pojawią się lewitujące pociągi i  mnóstwo innych cudów techniki, a  na budowę SSC potrzeba będzie znacznie mniej pieniędzy. Teraz już wiemy, że były to nazbyt optymistyczne wizje. W  roku 1993 wciąż prowadzi się intensywne badania nad nadprzewodnictwem w  wysokich temperaturach i  nad własnościami materiałów, ale daleka jest jeszcze droga do praktycznych i  komercyjnych zastosowań.
       Trzecie „super” dotyczyło poszukiwań miejsca pod budowę superakceleratora. Jednym z  kandydatów był Fermilab, przede wszystkim z  tego powodu, że tewatron mógłby posłużyć do wstrzykiwania protonów do głównego pierścienia nowego urządzenia: owalnego toru o  obwodzie równym 86,5 kilometra. Po długich rozważaniach wyznaczony przez Departament Energii komitet wybrał Waxahachie. Ogłoszono tę decyzję w  październiku 1988 roku, kilka tygodni po wielkim zebraniu, na którym raczyłem załogę żartami na temat świeżo otrzymanej Nagrody Nobla. Teraz odbyliśmy zupełnie inne zebranie. Przygnębieni pracownicy zgromadzili się, by zastanawiać się nad przyszłością Fermilabu.
       W  roku 1993 SSC jest już w budowie.** Przypuszczalna data zakończenia jej to rok 2000, plus minus dwa lata. Fermilab z  zapałem unowocześnia swe urządzenia, aby poprzez zwiększenie liczby zderzeń zwiększyć szanse zarejestrowania kwarka t oraz zbadać dolne rejony tej wielkiej góry, na którą ma się wspiąć SSC.
       Oczywiście, Europejczycy tymczasem nie próżnują. Po okresie ożywionych debat, badań, próbnych projektów i  posiedzeń komitetów, Carlo Rubbia, dyrektor naczelny CERN, postanowił wybrukować tunel LEP nadprzewodzącymi magnesami. Przypomnij sobie, drogi Czytelniku, że energia akceleratora zależy od wielkości pierścienia i  mocy magnesów. Ponieważ obwód jest określony i  ma 27 kilometrów, projektanci musieli się natrudzić, by osiągnąć najwyższe natężenie pola magnetycznego, jakie tylko jest do pomyślenia przy dostępnych technologiach, czyli 10 tesli. Jest to pole o  60 procent silniejsze niż projektowane dla SSC i  2,5 razy silniejsze niż w  magnesach tewatronu. Aby sprostać temu wielkiemu wyzwaniu, będą musieli wspiąć się na nowy poziom wyrafinowanej technologii nadprzewodników. Jeśli to się powiedzie, planowane urządzenie osiągnie energię 17 TeV (wobec 40 TeV planowanych dla SSC).
       Budowa obu tych maszyn – jeśli rzeczywiście zostanie zakończona – będzie stanowiła ogromną inwestycję zarówno finansowych, jak i  ludzkich zasobów. Toczy się gra o  wielkie stawki. Co będzie, jeśli koncepcja Higgsa okaże się błędna? Jeśli nawet tak się stanie, pragnienie zbadania zjawisk w  okolicach 1 TeV jest bardzo silne. Nasz model standardowy musi znaleźć potwierdzenie albo trzeba będzie go odrzucić. To jest tak, jak z  Kolumbem wyruszającym na poszukiwanie Indii. „Nawet jeśli do nich nie dopłynie – uważali prawdziwi sojusznicy – znajdzie coś innego, może nawet jeszcze ciekawszego”.

* Ang. superconductivity (przyp. tłum.).
** Po wstrzymaniu budowy (patrz: przypis) fizycy wiążą nadzieje z  projektem budowy LHC (Large Hadron Collider) w  CERN. Akcelerator ten będzie wprawdzie osiągał energie mniejsze niż planowano dla SSC, ale wystarczające, by odkryć Higgsa (przyp. red.).
góra strony
poprzedni fragment następny fragment
Wiw.pl  |  Na bieżąco  |  Informacje  |  Co nowego  |  Matematyka i przyroda  |  Astronomia  |  Biologia  |  Fizyka  |  Matematyka  |  Modelowanie rzeczywistości  |  Humanistyka  |  Filozofia  |  Historia  |  Kultura antyczna  |  Literatura  |  Sztuka  |  Czytaj  |  Biblioteka  |  Delta  |  Wielcy i więksi  |  Przydatne  |  Słowniki  |  Co i gdzie studiować  |  Wszechświat w obrazkach