Svijet 100 milijardi puta manji od atoma: Naučnici otkrili tragove nepoznatog prostora

Naučnici su zabilježili signale iz najmanjeg prostora prirode koji je čovječanstvo dosad uspjelo istražiti – svijeta čak 100 milijardi puta manjeg od atoma. Riječ je o području koje pojedini fizičari nazivaju „zeptosvemirom“, a do novih saznanja došlo se analizom podataka prikupljenih u eksperimentu na Velikom hadronskom sudaraču (LHC), piše BBC.

Istraživanje su predvodili naučnici iz Cambridgea, a njegovi rezultati mogli bi biti važni za razvoj potpunije teorije o tome kako funkcioniše svemir. Posebno bi mogli pomoći u potrazi za tamnom materijom, jednom od najvećih neriješenih zagonetki savremene fizike.

Veliki hadronski sudarač, smješten u Evropskoj organizaciji za nuklearna istraživanja (CERN), na granici Švicarske i Francuske, ogromno je postrojenje u kojem se čestice ubrzavaju do izuzetno velikih brzina i sudaraju. Na taj način naučnici ih razbijaju i proučavaju materijal koji nastaje nakon sudara, nastojeći otkriti od čega je materija sastavljena i kakvi se procesi odvijaju na njenim najmanjim razmjerama.

Upravo su tragovi takvih sudara omogućili istraživačima da zavire u područje koje je dosad bilo izvan domašaja neposrednog proučavanja.

Tragovi tamne materije u raspadu čestica

Jedan od glavnih razloga zbog kojih je ovo istraživanje značajno jeste mogućnost da doprinese boljem razumijevanju tamne materije. Ona čini veliki dio kosmosa, ali je naučnici još nisu uspjeli direktno detektovati. Njeno postojanje zaključeno je na osnovu gravitacijskog djelovanja na običnu materiju, dok je u svim drugim aspektima ostala nevidljiva.

U eksperimentu su čestice sudarane pri visokim energijama, a istraživači su potom analizirali materijal nastao tim sudarima. Među česticama koje su proučavali nalazi se i takozvani beauty kvark, subatomska čestica manja od atoma.

Ova čestica je izrazito nestabilna i postoji svega jednu i po bilionitinu sekunde prije nego što se raspadne u druge oblike. Uprkos tako kratkom životnom vijeku, naučnici su uspjeli registrovati njene interakcije s drugim sićušnim česticama na razmjerama od jedne milijarditine bilionitog dijela metra.

Pojedine teorije pretpostavljaju da bi čestice na tim izuzetno malim razmjerama mogle biti osjetljivije na djelovanje tamne materije. Ona bi, prema tim pretpostavkama, mogla utjecati na način na koji kvarkovi međusobno djeluju i na njihovo raspadanje. Zbog toga bi proučavanje procesa u ovom mikroskopskom svijetu moglo otvoriti novi put u potrazi za tamnom materijom.

„Kucamo na vrata zeptosvemira“, izjavio je za BBC News dr. Harry Cliff sa Univerziteta u Cambridgeu, koji je predvodio analizu prikupljenih podataka.

On je objasnio da istraživanje ovog subatomskog „plesa“ naučnicima omogućava da iz neposredne blizine posmatraju ponašanje čestica koje bi mogle ukazivati na postojanje novih, dosad neotkrivenih oblika materije.

„Ono što sada želimo jeste da uđemo unutra, istražimo taj prostor i otkrijemo koje nas nove čestice tamo čekaju. Da bismo to uradili, potrebno nam je više podataka“, rekao je Cliff.

Planirano desetostruko povećanje broja zabilježenih raspada

Zemlje koje učestvuju u projektu već su se saglasile s ulaganjem od 150 miliona funti u unapređenje detektora LHCb, jednog od eksperimenata na Velikom hadronskom sudaraču. Planirana nadogradnja trebala bi omogućiti da se broj zabilježenih raspada ovih čestica poveća deset puta.

„S tim bismo mogli istražiti unutrašnjost zeptosvemira i vidjeti šta se tamo nalazi“, kazao je Cliff.

Međutim, planirano unapređenje suočilo se s problemima zbog odluke britanske Agencije za istraživanje i inovacije (UKRI), državnog tijela zaduženog za finansiranje naučnih istraživanja. Ta agencija je prošle godine objavila da povlači svoj dio novca namijenjenog finansiranju nadogradnje.

Tokom ovog ljeta uslijedile su i najave smanjenja sredstava za nekoliko drugih projekata iz oblasti fizike čestica i astronomije, među kojima je i finansiranje čuvenog teleskopa Lovell u opservatoriji Jodrell Bank.

Iako su istraživanje koje je dovelo do novih saznanja predvodili naučnici iz Cambridgea, rezovi u finansiranju doveli su u pitanje i buduće puno učešće Velike Britanije u ovom međunarodnom projektu.

Profesor Tim Gershon, koji predvodi međunarodnu saradnju na eksperimentu LHCb, rekao je za BBC News da postoji opasnost da Velika Britanija izgubi priliku da učestvuje u nekim od najznačajnijih budućih naučnih otkrića.

„Velika Britanija rizikuje da ne bude uključena i da propusti zaista velika otkrića. Ipak, smatram da će najveće dugoročne posljedice biti to što Velika Britanija neće imati koristi od obrazovanja i obuke mladih ljudi, koji su zapravo naš najvažniji proizvod“, upozorio je Gershon.

Mladi naučnici razmatraju odlazak iz Velike Britanije

Među istraživačima na početku naučne karijere koji su učestvovali u otkriću je i dr. Mary Richardson-Slipper. Zbog smanjenja sredstava za istraživanja u oblasti fizike, ona već razmatra mogućnost da karijeru nastavi izvan Velike Britanije.

„Volim što sam ovdje u Velikoj Britaniji, ali razmatram poslove u inostranstvu jer se čini da tamo trenutno ima više mogućnosti“, kazala je Richardson-Slipper.

Dodala je da je veliki broj njenih kolega koji se bave fundamentalnom fizikom već napustio zemlju.

Smanjenje sredstava za pojedine naučne projekte najavljeno je uprkos tome što je ukupni budžet za nauku u Velikoj Britaniji zabilježio rekordno povećanje.

Profesor Brian Cox, televizijski voditelj i istraživač fizike čestica sa Univerziteta u Manchesteru, koji nije učestvovao u ovom istraživanju, ocijenio je da je riječ o važnom naučnom rezultatu. Istovremeno je oštro kritikovao odluku o smanjenju britanskog finansiranja projekta u CERN-u.

„Bilo bi izuzetno neobično da se Velika Britanija u ovom trenutku odrekne vodeće uloge u nauci. Time bi se ugrozio budući istraživački program i ozbiljno narušio međunarodni ugled koji smo godinama gradili“, poručio je Cox.

UKRI: Velika Britanija ostaje važan član CERN-a

Iz britanske Agencije za istraživanje i inovacije (UKRI) za BBC News odgovorili su da Velika Britanija ostaje potpuno angažovana članica CERN-a i njegov drugi najveći finansijer, s godišnjim doprinosom od približno 175 miliona funti.

Portparol UKRI-ja naveo je da je agencija prilikom donošenja odluka zatražila nezavisne procjene te da je podržala novi paket infrastrukturnih ulaganja u različite oblasti.

„Zatražili smo nezavisne savjete i nastavili s realizacijom ambicioznog portfolija novih infrastrukturnih ulaganja, koja uključuju projekte u oblasti čiste energije, medicinskog snimanja i kulturne baštine“, izjavio je portparol.

Dodao je da je, kao i ranijih godina, broj kvalitetnih i perspektivnih prijava za finansiranje bio veći od sredstava kojima je agencija raspolagala.

Iako je novo istraživanje otvorilo mogućnost detaljnijeg proučavanja svijeta na razmjerama koje su dosad bile nedostupne, naučnicima će za naredne korake biti potrebni dodatni podaci i ulaganja. Upravo bi planirana nadogradnja detektora LHCb mogla omogućiti da se istraživanje nastavi i da se provjere teorije o česticama i mogućem utjecaju tamne materije.

federalna.ba

Federalna.ba dostupna je i kao mobilna aplikacija. Preuzmite je na Google Playu i App Storeu.