Brian Cox o CERN-ovom velikom sudaraču

Ovo je Veliki hadronski sudarač Njegov obim je 27 kilometara; to je najveći naučni eksperiment ikada napravljen. Preko 10.000 fizičara i inženjera iz 85 zemalja širom sveta je radilo zajedno više decenija da sagradili ovu mašinu. Ono što mi radimo jeste da ubrzavamo protone -- tako, jezgra vodonika -- oko 99,999999 procenata brzine svetlosti. Shvatate? Pri toj brzini, oni kruže onih 27 kilometara 11.000 puta u sekundi. I mi ih sudaramo sa još jednim snopom protona koji ide u suprotnom smeru. Mi ih sudaramo unutar ovih ogromnih detektora.

Oni su u suštini digitalni fotoaparati. A ovaj na kome ja radim, ATLAS. Dobićete predstavu o veličini -- kada pogledate ove EU standardizovane veličine ljude koji stoje ispod.

(smeh)

Steknete neki osećaj za veličinu: 44 metara širok, 22 metara u prečniku, 7.000 tona. A mi ponovo stvaramo uslove koji su postojali manje od milijarditog dela sekunde nakon što je nastao svemir do 600 miliona puta u sekundi unutar tog detektora - ogromne brojke. I ako vidite one metalne delove tamo -- to su ogromni magneti koji savijaju naelektrisane čestice, tako da može da meri kojom brzinom putuju. Ovo je slika od pre nekih godinu dana. Ovi magneti su tamo unutra. I, opet, stvarna osoba, EU standardizovane veličine, tako da shvatate odnos veličine. I tamo će nastajati ti mini-Veliki praskovi, u nekom trenutku ovog leta.

I zapravo, jutros, sam dobio elektronsku poštu da smo danas upravo završili, sa izgradnjom poslednjeg dela ATLAS-a. Tako da je od danas gotov. Voleo bih da mogu da kažem da je ovo bilo planirano baš za TED, ali nije. Tako da je baš danas završeno.

(Aplauz)

Da, to je divno dostignuće. Možda se pitate, ''Zašto? zašto stvarati uslove koji su postojali pre manje od milijarditog dela sekunde nakon što je nastao svemir?'' Pa, fizičari koji proučavaju čestice su u svakom slučaju ambiciozni. A cilj fizike čestica jeste da razume od čega je sve napravljeno i kako se sve drži na mestu. I kad kažem ''sve'' mislim, naravno, na vas i mene, Zemlju, Sunce, hiljade milijardi sunca u našoj galaksiji i na hiljade milijardi galaksija u nama poznatom svemiru. Apsolutno svemu.

Vi možete reći, ''U redu, ali zašto jednostavno ne bismo to posmatrali? Znate šta? Ako želite da znate od čega sam napravljen, pogledajte me''. Pa, utvrdili smo da kako idete dalje u prošlost, svemir biva sve topliji i topliji, gušći i gušći i jednostavniji i jednostavniji. Ja ne znam neki dobar razlog za to, ali izgleda da je tako. I tako, u dalekoj prošlosti svemira, verujemo da je sve bilo veoma jednostavno i razumljivo. Sva ova složenost, sve do ovih divnih stvari -- ljudskog mozga -- je osobina starog i hladnog i komplikovanog svemira. Na početku, u prvom milijarditom delu sekunde, mi verujemo, ili smo primetili, stvari su bile veoma jednostavne.

To je skoro kao... zamislite da u ruci držite pahuljicu, i kada je pogledate, to je neverovatno složeni, divni predmet. Ali kada je zagrejete, ona se istopi u baricu vode, i vidite da je zapravo nastala samo od H20, vode. Tako na isti način posmatramo prošlost da bismo razumeli od čega je svemir napravljen. A od danas, napravljen je od ovih stvari. Samo 12 čestica materije, spojenih uz pomoć četiri sile prirode. Kvarkovi, ove roze stvari, su ono od čega se sastoje protoni i neutroni koji čine atomska jezgra u vašem telu. Elektron - ovo što kruži oko atomskog jezgra -- se održava u orbiti, kad smo već kod toga, elektromagnetnom silom koju nosi ova stvar, foton. Kvarkovi se drže zajedno uz pomoć ovih ovde koji se zovu gluoni.

A ovi ovde, oni su slaba nuklearna sila, koja je verovatno najmanje poznata. Ali bez njih sunce ne bi sijalo. A kada sunce sija, dobijamo velike količine ovih stvari ovde koje se zovu neutrina. Zapravo, ako samo pogledate svoj nokat na palcu -- oko jednog kvadratnog centimetra -- tu ima nešto oko 60 milijardi neutrina u sekundi od sunca, koji prolaze kroz svaki kvadratni centimetar vašeg tela. Ne osećate ih jer je slaba sila precizan naziv. Veoma kratak raspon i veoma slaba, tako da samo prolete kroz vas.

I ove čestice su otkrivene tokom prošlog veka, uglavnom. Prva, elektron, je otkriven 1897, a poslednja, nešto što se naziva tau neutrino, 2000. godine. Zapravo, -- hteo sam da kažem, upravo niz ulicu u Čikagu. Znam da je ovo jedna velika zemlja, Amerika, zar ne? Niz ulicu. U odnosu na svemir, i jeste samo niz ulicu.

(smeh)

I tako, ovo je otkriveno 2000. godine, tako da je ovo relativno novija slika. Jedna od divnih stvari, zapravo, po meni, jeste da smo ih uopšte otkrili, kada shvatite koliko su male. Znate, one su korak udaljene od celokupnog poznatog svemira. Tako 100 milijardi galaksija, udaljene 13,7 milijardi svetlosnih godina -- korak odatle do Montereja, zapravo, je isti kao od Montereja do ovih stvari. Apsolutno, savršeno sićušne, a ipak otkrili smo manje više ceo komplet.

Tako, jedan od mojih najslavnijih prethodnika na Univerzitetu u Mančesteru, Ernest Raderford, koji je otkrio atomsko jezgro, je jednom rekao, ''Sva nauka je ili fizika ili sakupljanje markica''. Mislim da nije hteo da vređa ostatak nauke, mada je bio sa Novog Zelanda, tako da je moguće.

(smeh)

Ali hteo je da kaže da ono što smo uradili, zaista, je skupljanje markica -- OK, otkrili smo čestice, ali ako ne razumete suštinske razloge za tako ponašanje - znate, zašto je nešto napravljeno na taj način -- onda se bavite samo skupljanjem markica - ne bavite se naukom. Na sreću, mi imamo najverovatnije jedno od najvećih naučnih otkrića 20. veka koje podupire to ponašanje. To su Njutnovi zakoni, ako želite, fizike čestica. To se naziva ''standardnim modelom'' - savršeno jednostavna matematička jednačina. Možete je staviti na majcu, što je uvek znak elegancije. To je to.

(smeh)

Bio sam malo neiskren, jer sam je proširio sa svim zanimljivim detaljima. Ovaj jednačina, ipak, vam omogućava da sve izračunate -- osim gravitacije -- što se događa u svemiru. I tako ako želite da znate zašto je nebo plavo, zašto se atomska jezgra drže zajedno -- u principu, imate dovoljno veliki kompjuter -- zašto je DNK takvog oblika. U principu, mogli biste da izračunate preko te jednačine.

Ali postoji problem. Da li neko zna koji? Flaša šampanjca za onog ko zna. Olakšaću vam, zapravo, tako što ću uvećati jedan od ovih redova. U suštini, svaki od ovih izraza se odnosi na neke od čestica. Tako da se ovi W-ovi odnose na W-ove i kako se drže zajedno. Ovi nosioci slabe sile, Zed-ovi, isto. Ali postoji jedan simbol viška u ovoj jednačini: H. Da, H. H označava Higsovu česticu. Higsove čestice još nisu otkrivene. Ali su potrebne - potrebne su da bi matematika funkcionisala. Tako da sva ova neverovatno detaljna računanja koja vršimo sa tom divnom jednačinom ne bi bila moguća bez tog dodatnog dela. To je predviđanje -- predviđanje postojanja nove čestice.

Šta ona radi? Pa, imali smo dosta vremena da smislimo dobra poređenja. I još 1980-tih, kada smo hteli novac za LHC od britanske vlade, Margaret Thatcher, u to vreme, je rekla ''Ako vi možete da objasnite, jezikom koji političar može da razume, šta je zapravo to što radite, dobićete novac. Želim da znam šta ta Higsova čestica radi''. I smislili smo ovo poređenje i mislim da je dobro. Ono što Higs radi jeste da daje masu fundamentalnim česticama. I ideja jeste da ceo svemir -- i ne samo u svemiru, već unutar vas i mene -- ceo svemir je pun nečega što se zove Higsovo polje. Higsove čestice, ako hoćete.

Poređenje jeste da su ljudi u ovoj prostoriji Higsove čestice. Kada se čestica kreće kroz svemir, onda može da deluje sa Higsovim česticama. Ali zamislite nekoga ko nije mnogo popularan da ide kroz ovu prostoriju. Svi ga ignorišu. Može da se kreće veoma brzo kroz prostoriju, u suštini brzinom svetlosti. On nema masu. A onda zamislite nekoga neverovatno važnog i popularnog i pametnog da uđe u sobu. On bi bio okružen ljudima i teško bi prošao kroz sobu. Kao da postaje teži. Postaje masivan. I upravo tako funkcioniše Higsov mehanizam. Ideja jeste da su elektroni i kvarkovi u vašem telu i svemiru koji vidimo oko nas teški, i na neki način, masivni, jer su okruženi Higsovim česticama. Oni medjusobno deluju sa Higsovim poljem.

Ako je ova ideja tačna, onda moramo da otkrijemo te Higsove čestice u LHC-u. Ako nije tačna -- jer je to dosta zamršeni mehanizam, iako je najjednostavniji koji smo mogli da smislimo -- onda šta god vrši posao Higsovih čestica znamo da mora da se pojavi u LHC-u. To je glavni razlog zašto smo napravili ovu ogromnu mašinu. Drago mi je što prepoznajete Margaret Thatcher. Zapravo, hteo sam da bude kulturno relevantnije, ali -- (smeh) kako god. To je jedno. To je u suštini garancija onoga što će LHC naći.

Postoje mnoge druge stvari. Čuli ste za mnoge velike probleme u fizici čestica. Za ovo ste čuli: tamna materija, tamna energija. Postoji još jedno pitanje, a to je da sile u prirodi - ovo je zapravo veoma lepo -- izgleda, kako idete u prošlost, izgleda menjaju jačinu. Zapravo, one zaista menjaju jačinu. Tako, elektromagnetna sila, koja nas drži zajedno, postaje jača na višim temperaturama. Jaka sila, jaka nuklearna sila, koja drži jezgra zajedno, slabi. I ono što vidite je standardni model -- možete izračunati kako ove promene - sile -- tri sile, osim gravitacije -- se izgleda skoro spajaju u jednom trenutku. Skoro kao da postoji jedna lepa vrsta supersile, na početku postojanja vremena. Ali se promaše za malo.

Postoji teorija koja se zove supersimetrija, koja udvostručuje broj čestica u standardnom modelu. Što se na prvi pogled ne čini pojednostavljivanjem. Ali zapravo, sa ovom teorijom, otkrili smo da sile prirode se izgleda sjedinjavaju, kod Velikog praska. Apsolutno divno predviđanje. Model nije napravljen da to radi, ali izgleda da radi. Takođe, ove supersimetrične čestice su veoma ozbiljni kandidati za tamnu materiju. Znači veoma ubedljiva teorija to je stvarno osnovna fizika. I kad bih hteo da se kladim, kladio bih se -- na veoma nenaučni način -- da će se ove stvari pojaviti u LHC-u. Ima mnogo drugih stvari koje LHC može da otkrije.

Ali u proteklih par minuta, hteo sam samo da vam pokažem drugačiji ugao gledanja onogo što ja mislim -- što fizika čestica stvarno znači meni -- fizika čestica i kosmologija. I to mislim da je to ono što nam je dalo divnu priču -- skoro priču o postanju, ako hoćete -- o svemiru, od savremene nauke tokom proteklih nekoliko decenija. I rekao bih da zaslužuje, u duhu predavanja Wade-a Davis-a, da barem stoji tu sa ovim divnim pričama o postanju naroda koji žive visoko u Andima i hladnom severu. Ovo je pričao o postanju, za koju mislim da je podjednako divna.

Priča ide ovako: znamo da je svemir nastao pre 13,7 milijardi godina, u neizmerno vrućem, gustom stanju, mnogo manjem od jednog atoma. Počeo je da se širi oko miliona milijarde milijarde milijarde milijarditog dela sekunde - mislim da sam dobro rekao - nakon Velikog praska. Gravitacija se odvojila od ostalih sila. Svemir je prošao kroz eksponencionalno širenje nazvano inflacija. U otprilike prvom milijarditom delu sekunde ili tu negde, Higsovo polje se trglo i kvarkovi gluoni i elektroni od kojih se mi sastojimo su stekli masu. Svemir je nastavio da se širi i hladi. Nakon nekih par minuta, nastali su vodonik i helijum u svemiru. To je sve. Svemir se sastojao od 75 posto vodonika, 25 posto helijuma. I danas je tako.

Nastavio je da se širi oko 300 miliona godina. Svetlost je počela da putuje kroz svemir. Bio je dovoljno veliki da bude transparentan za svetlost, i to vidimo u kosmičkoj mikrotalasnoj pozadini koju je George Smoot opisao kao da gleda u lice Boga. Nakon oko 400 miliona godina, nastale su prve zvezde, i onda su taj vodonik i helijum počeli da se kuvaju u teže elemente. Tako da elementi života -- ugljenik, kiseonik i gvožđe, i svi elementi koji su nam potrebni da postojimo -- su nastali u tim prvim generacijama zvezda, koje su onda potrošile gorivo, eksplodirale i vratile te elemente nazad u svemir. Onda su one ponovo pretrpele kolaps u sledeću generaciju zvezda i planeta.

I na nekim od tih planeta, kiseonik koji je nastao u toj prvoj generaciji zvezda je mogao da se spoji sa vodonikom da formira vodu, tečnu vodu na površini. Na barem jednoj i možda jedinoj od tih planeta, razvio se primitivni život, koji se tokom miliona godina razvio u bića koja hodaju uspravno i ostavljaju tragove stopala i oko tri i po miliona godina na ravnoj muljevitoj obali Tanzanije, i na kraju su ostavila otisak stopala na drugom svetu. I izgradili ovu civilizaciju, ovu divnu sliku, koja je pretvorila tamu u svetlost, i možete videti tu civilizaciju iz svemira. Kao što reče jedan od mojih velikih heroja, Carl Sagan, ovo su stvari -- i zapravo, ne samo ove, ali sam gledao okolo -- ovo su stvari, poput raketa Saturn V i Sputnika i DNK i književnosti i nauke -- to su stvari koje rade atomi vodonika kada im date 13,7 milijardi godina.

Stvarno izuzetno. I zakoni fizike. Jel' tako? I tako, pravi zakoni fizike -- su u divnoj ravnoteži. Da je slaba sila bila malo drugačija, onda ugljenik i kiseonik ne bi bili stabilni u srcu zvezda, i ništa od toga ne bi bilo u svemiru. I mislim da je to-- divna i važna priča. Pre 50 godina ne bih mogao da vam ispričam ovu priču, jer je nismo znali. Zato stvarno mislim da da civilizacija -- koja, kao što rekoh, ako verujete u naučnu priču postanja, je nastala iskljčivo kao posledica zakona fizike, i sa par atoma vodonika -- onda ja barem smatram, da se osećam neverovatno vrednim.

I to je LHC. LHC će svakako, kada se uključi na leto, napisati sledeće poglavlje te knjige. I tome se svakako radujem sa velikim uzbuđenjem čekam da se uključi. Hvala.

(Aplauz)