Suurejoonelised sihid: füüsikud avalikustasid maailma suurima masina loomise plaanid

Plaanitava uue kiirendi (FCC) asukoht Genfi külje all. Praegu maailma suurim kiirendi Suur Osakestepõrguti on tähistatud lühendiga LHC. Foto: CERN

Euroopa Tuumauuringute Keskuse CERN planeeritav 100-kilomeetrine kiirendi peaks tulema praegusest Suurest Osakestepõrgutist pea neli korda suurem ja kuus korda võimsam.

Oma plaanidest teatas CERN 15. jaanuaril avaldatud tehnilises raportis. Loodava kiirendi esialgne nimetus on Future Circular Collider ehk tulevane ring-põrguti. Tegemist oleks kõigi aegade suurima osakestepõrgutiga. Tõenäoselt oleks selle maa alla kaevatava ringja kiirendi pikkuseks koguni 100 kilomeetrit ja hinnaks ligikaudu 20 miljardit eurot, kirjutab The Guardian.

«See on hiiglaslik samm, mida saaks võrrelda reisiga mitte Marsile, vaid koguni Uraanile,» ütles Scientific Americanile CERNi teooriaosakonna juhataja Gian Francesco Giudice.

Nimelt ei ole maailma suurima osakestefüüsika eksperimentaalmasina tiitlit kandva Suure Osakestepõrguti abil avastatud ühtegi uut osakest juba aastast 2013, mil tehti kindlaks Higgsi bosoni olemasolu. Giudice sõnul tähendab see, et järgmiste edusammude jaoks on vaja veelgi suuremaid võimsusi, mida tulevane ring-põrguti ka pakkuda võiks.

Kirjeldatud hiigelpõrguti abil saaksid teadlased pressida omavahel kokku elektrone ja nende antiaine-analooge positrone 365 gigaelektronvoldini ulatuva jõuga ning uurida seeläbi osakesi nagu näiteks ka kuulsat Higgsi bosonit oluliselt täpsemini kui see praegu võimalik on. Uus seade läheks töösse kõige varem aastal 2040, kui praegune põrguti oma eluea lõppu jõudnud on. Alternatiivina on välja käidud ka samas tunnelis toimiv, kuid ligi kolm korda kallim prootonite põrguti.

Samas kahtlevad mõned teadlased järgmise megaprojekti otstarbekuses. Näiteks tõi Frankfurdis asuva Institute for Advanced Studies’i teoreetiline füüsik Sabine Hossenfelder välja, et uute energiatasemete juures uute füüsikaseaduste avastamine ei ole sugugi garanteeritud ning sama raha eest võiks ehitada hoopis teist tüüpi teadusrajatisi – viia raadioteleskoobi Kuule või gravitatsioonilainete detektori Maa orbiidile. Samal ajal planeerib aga ka Hiina Kõrgenergeetilise Füüsika Instituut samalaadse põrguti loomist, mis paneb aga küsimuse alla kahe samalaadse seadme loomise otstarbekuse.

Eesti teadlane: arvestada tuleb ka Hiina-poolse konkurentsiga

Andi Hektor Foto: Erakogu

Postimehe küsimustele CERNi suurte plaanide kohta vastas Keemilise ja Bioloogilise Füüsika Instituudi vanemteadur, Eesti Füüsika Seltsi aseesimees Andi Hektor, kes on läbinud CERNis järeldoktorantuuri ning keskendub ka enda uurimistöös osakestefüüsikale.

Andi Hektor, kas olete üldiselt nõus, et selline põrguti tuleks luua? Mida võiks see füüsikale anda?

Unustades hetkeks põrguti maksumuse, siis vastan kõhklematult, et muidugi tuleks selline masin valmis ehitada! Kahjuks (või õnneks) ei suuda me teaduses peaaegu mitte kunagi ette öelda, et kas mingi konkreetne katse või vaatlus annab teaduslikus mõttes olulisi tulemusi. Kui me seda ette teaks, siis me ju praegu ei kõhkleks vaid asuks seda masinat hoogsalt ehitama. Hetkel on osakestefüüsika muidugi mõneti eriline olukord. Nimelt, kui see uus masin ei avasta ühtegi uut osakest, siis näikse olevat meie arusaamine osakestefüüsikast veidi auklik. Nimelt ennustab kõige populaarsem -- aga veel mitte kinnitust leidnud -- osakestefüüsika teooria, supersümmeetria, et selline uus kiirendi peaks üsna kindlasti uusi osakesi avastama.

Rahvusvahelises meedias on mõnedki teadlased FCC rajamise vastu, kuna nende sõnul on see liiga kallis. Väidetakse ka, et miski ei garanteeri, et see ka uusi teadmisi toob. Kuidas ise seda näete?

Jah, 9 kuni 21 miljardit eurot tundub kallis. Teisalt, võrreldes näiteks Iraagi sõjaga või uute F35 hävitajate arendus-hooldusprogrammiga, mis maksavad üle triljoni euro, on see ju üsna odav. Õigem oleks küsida ehk, et kas FCC peale kuluvat investeeringut oleks võimalik teha mõnesse huvitavamasse teaduseksperimenti. Jällegi, meil pole ju päris kindlaid vastuseid, kust murrangulised avastused tulevad. Muidugi võiks kaaluda uute gravitatsioonilainete või superkallite teleskoopide ehitamist.

Minu arvamus on, et tegelikult peaks käituma nagu mõistlik perenaine, kes ei pane kõiki mune ühte korvi. Inimkonnal on piisavalt vahendeid, et kõigi mainitud suurte eksperimentidega tegeleda. Nagu näitab praktika, siis lisaks teaduslikele tulemustele «toodavad» sellised suured rahvusvahelised koostöös tehtud eksperimendid ka hulgaliselt kasulikku tehnoloogiat, teadmisi, oskusi ja koostöövõrgustikke.

Siiski, osakestefüüsikuna pean välja tooma veel ühe olulise aspekti. Kiirendite ja põrgutite tehnoloogia on väga unikaalne. Kui me Euroopas ei asu uut põrgutit ehitama ja seda asub tegema Hiina, siis paratamatult lähevad need oskused Euroopas kaduma või täpsemalt öeldes, liiguvad Hiinasse. Küsimus on, et kas me seda soovime.