1. yle.fi
  2. Uutiset

Historiallinen hiukkaskoe onnistui

Tutkijat ovat saaneet aikaan tiedehistorian suurimman keinotekoisen hiukkastörmäyksen Sveitsissä sijaitsevassa LHC-hiukkaskiihdyttimessä. Kaksi kehämäistä rataa kiertävää hiukkassuihkua törmäytettiin toisiinsa iltapäivällä syvällä maan alla. Törmäyksen analyysin odotetaan tuottavan uutta tietoa maailmankaikkeuden koostumuksesta.

tiede
Tiedemiehet seuraavat kokeen edistymistä tietokoneen ruudulta.
Törmäyksen analyysin uskotaan tuottavan uutta tietoa muun muassa maailmankaikkeuden koostumuksesta ja alkuräjähdyksestä.

Hiukkasfysiikan tutkimuskeskuksessa Cernissä tehty törmäytys on energialtaan kolme kertaa isompi kuin tähänastinen ennätys. Koe tehtiin maailman suurimmassa hiukkaskiihdyttimessä LHC:ssa.

- Nyt onnistuttiin ja kaikki ovat erittäin tyytyväisiä, sanoi koetta Cernissä seurannut hiukkasfysiikan professori Jorma Tuominiemi Helsingin yliopistosta.

Fyysikot kokivat aamulla kokeen aluksi pienen takaiskun, kun kiihdytintä kiertävät hiukkassuihkut hajosivat ja kiihdyttimen automaattinen suojajärjestelmä pysäytti kokeen. Kiihdytin saatiin uudelleen käyntiin iltapäivällä. Tuominiemen mukaan hiukkaskiihdytin toimii nyt moitteettomasti.

- Itse asiassa paremmin kuin odotimme näiltä ensi törmäyksiltä. Suihkujen intensiteetti on hyvin suuri, paljon suurempi kuin uskalsimme toivoa tähän alkuun. Näyttää oikein hyvältä, professori Tuominiemi sanoo.

Miljoonia yksittäisiä törmäyksiä

Hiukkaskiihdyttimen onnistunut käynnistäminen aloittaa kaksi vuotta kestävän tutkimusjakson, jossa protoneja törmäytetään toisiinsa jatkuvasti. Laitteen anturit keräävät talteen tietoa sadoista miljoonista yksittäisistä törmäyksistä. Kerättyä tietoa analysoidaan jälkikäteen.

- Katsotaan mitä lainalaisuuksia löydetään syntyvien hiukkasten ominaisuuksissa, ja tämän perusteella voidaan löytää uusia ilmiöitä ja päästä eteenpäin aineen perusrakenteen ymmärtämisessä. Tämä on tavallaan tilastollista tutkimusta, professori Tuominiemi kertoo.

Jättimäisen hiukkaskiihdyttimen avulla törmäytetään kaksi protonisuihkua keskenään. Kokeen vaikeus piilee hiukkassuihkujen suuntaamisessa. Cernin johtaja Steve Myers on verrannut koetta siihen, että eri puolilta Atlantin valtamerta ammutaan kaksi nuppineulaa, jotka yritetään saada törmäämään toisiinsa puolivälissä.

Avain maailmankaikkeuden syntyyn

LHC-hiukkaskiihdytin avaa tutkijoille ovet tähän saakka tuntemattomien kysymysten selvittämiseen. Keskeinen kysymys liittyy alkeishiukkasten koostumukseen. Tähän haetaan vastausta yrittämällä saada hiukkaskiihdyttimellä aikaan ns. Higgsin hiukkanen.

Laitteella voidaan päästä käsiksi myös pimeään materiaan, josta koostuu noin neljäsosa maailmankaikkeudesta. Materia ei heijasta valoa, eikä sen koostumusta tunneta.

Tutkijat ovat päätelleet, että pimeä materia koostuisi tähän asti tuntemattomista supersymmetrisistä hiukkasista. Kokeiden yhtenä tarkoituksena on tuottaa näitä hiukkasia kahden vuoden kuluessa.

- On ihan mahdollista, että tällä LHC-laitteella havaitaan jälkiä näistä supersymmetrisistä hiukkasista, jolloin ollaan pystytty tekemään aikamoinen vallankumous koko maailmankaikkeuden mallintamisessa, sanoo alkeishiukkasfysiikan professori Paula Eerola Helsingin yliopistosta.

Toinen kiihdytinkokeiden perustavanlaatuinen tutkimuskohde on maailmankaikkeuden ulottuvuuksien määrä.

- Onko olemassa useampia ulottuvuuksia kuin nämä meidän kolme ulottuvuutta? Tämäkin on teorioiden ennuste, joka on verifioitava, sanoo professori Tuominiemi.

Maailman suurin kone

Cernin kiihdytintä on rakennettu kansainvälisin voimin 20 vuotta ja laitteelle on kertynyt hintaa lähes neljä miljardia euroa. Sitä on kuvattu maailman suurimmaksi ja monimutkaisimmaksi koneeksi. Kehämäisellä kiihdyttimellä on mittaa 27 kilometriä ja sen tunneli kulkee keskimäärin 100 metrin syvyydessä Ranskan ja Sveitsin alueilla

Jättimäinen kiihdytin oli teknisten vikojen vuoksi poissa käytöstä toista vuotta, mutta kokeilut päästiin aloittamaan uudelleen viime marraskuussa.

Koetta Cernissä on seurannut fyysikoiden ohella suuri joukko tiedotusvälineiden edustajia. Myös suomalaistutkijat pääsivät seuraamaan hiukkastörmäyksiä suoran yhteyden avulla Fysiikan tutkimuslaitoksessa Helsingin Kumpulassa.

Törmäystapahtumaa voi seurata myös Cernin verkkosivuilta (siirryt toiseen palveluun) suorana lähetyksenä kello 9.30 - 19.00.

Lähteet: YLE Uutiset, AFP, AP

Lue seuraavaksi