Wielki Zderzacz Hadronów (LHC - Large Hadron Collider) to „diabelska maszyna”, jak nazywa się największy na świecie akcelerator cząstek, znów działa. Fizycy znacznie go zmodernizowali. Wzmocniony. A teraz planują nowe eksperymenty - potężniejsze niż poprzednie. A to przeraża nie tylko naiwnych mieszkańców, ale także czcigodnych naukowców. Na przykład Martin John Rees, znany brytyjski astrofizyk i kosmolog. Nawet w trakcie ulepszania LHC opublikował książkę „O przyszłości: perspektywy dla ludzkości” – rodzaj ostrzeżenia opisującego problemy, które mogą spaść na Ziemię i prawdopodobnie na cały Wszechświat, jeśli przesadzisz z eksperymentami ze zwiększoną mocą. Czy rzeczywiście coś nam grozi?

Przez ostatnie 10 lat bardzo intensywnej pracy akceleratora nic strasznego się nie wydarzyło. Wręcz przeciwnie, wydarzyło się bezprecedensowe radosne wydarzenie dla fizyków. W końcu odkryli bozon Higgsa, tak zwaną boską cząstkę, której długo nie mogli znaleźć. Czego zatem można się bać? 

Naukowcy nie zamierzają organizować żadnych eksplozji. Będą one, jak poprzednio, zderzać lecące ku sobie cząstki - protony, jądra metali ciężkich - rozbijać je na strzępki i obserwować, co się dzieje. Obserwują między innymi jeśli pojawi się nowa cząstka. Jednak według fizyków, mikroskopijne czarne dziury mogą powstawać w wyniku zderzeń takich cząstek. Przewidywano to już w latach 70 tych ubiegłęgo wieku. W 2001 roku pojawiły się obliczenia, z których wynikało, że zderzenia wysokoenergetycznych cząstek mogą generować jedną mikro czarną dziurę na sekundę. W 2008 roku na stronie internetowej CERN – Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych, która odpowiada za pracę zderzacza, de facto uznano, że zjawisko to jest możliwe.

Symulacje komputerowe, które wkrótce przeprowadzili fizycy kanadyjscy i amerykańscy, wykazały, że mikroskopijne czarne dziury mogą pojawiać się w wyniku efektów grawitacyjnych powstających w wyniku zderzeń cząstek. A im bardziej intensywna kolizja, tym większe prawdopodobieństwo zdarzenia.

„Czarne dziury będą powodować powstawanie cząstek, emitować je i rozpuszczać” – zapewniał za życia słynny brytyjski astrofizyk Stephen Hawking. Niemiecki chemik Otto Ressler, profesor z Uniwersytetu w Tybindze, polemizował z nim - twierdził, że powstała mikroskopijna czarna dziura, wręcz przeciwnie, będzie rosła, wyłapując cząstki z boku. Na przykład elektrony. Grawitacja przyciągnie go w kierunku środka ziemi. Stamtąd dziura zacznie pożerać naszą planetę. Zniszczy ją za około 2 lata. Może pojawić się czarna dziura i zassać wszystko wokół niej. Do tej pory, mimo licznych zagrożeń, nic się nie stało, a czarne dziury w ogóle się nie uformowały, albo zachowywały się tak, jak im kazał Hawking.

Jedną z teorii, w którą wierzył Martin Rees, jest to, że pole Higgsa, a zatem próżnia, w której działa, nadając masę wszystkiemu, co istnieje, może znajdować się w różnych stanach. Tak jak substancja może być płynna, stała lub gazowa. Pole Higgsa ma teraz niski, ale nie zerowy poziom energii. Wydaje się, że rozciąga się na równinie, którą fizycy nazywają „fałszywą próżnią”. To tam znajduje się nasz wszechświat. Dzięki temu w rzeczywistości istnieje w bardzo wygodnej dla nas formie. Stephen Hawking przekonał kiedyś Martina Reesa, że ​​obecna sytuacja nie jest niezachwiana. Pole może zajmować zarówno wyższy poziom energii, jak i niższy. W obu przypadkach grozi to upadkiem, ponieważ zmieni się cały układ sił.

Bardziej prawdopodobne jest przejście na niższy poziom energii. Mianowicie wpadnięcie w pewne „dołek” z minimalną energią – w tę właśnie „prawdziwą próżnię”. I to już byłby koniec wszystkiego. Zdarzenie to może być spowodowane jakimś rodzajem fluktuacji kwantowej w naszej „fałszywej próżni” lub silnym uderzeniem energii wywołanym na przykład przez niebezpieczne eksperymenty. Ich rezultatem może być pojawienie się niestabilnego bozonu Higgsa, któy zrobi tunel kwantowy, przez który Wszechświat zostanie wciągnięty w „prawdziwą próżnię”. „Fałsz” rozpadnie się.

W luźnym tłumaczeniu słowa fizyka brzmią mniej więcej tak: „Bozon Higgsa ma cechę, która budzi niepokój. Może stać się niezwykle niestabilna przy energiach rzędu 100 miliardów gigaelektronowoltów (GeV). Jeśli tak się stanie, we Wszechświecie rozpocznie się zapadanie próżni. I pojawi się bańka „prawdziwej próżni”, która będzie się nadmuchiwać z prędkością światła. Może się to zdarzyć w każdej chwili.

Eksperymenty z wysokimi energiami mogą wywołać reakcję łańcuchową, w wyniku której nasza zwykła materia zamieni się w tak zwaną materię dziwną - niesamowicie gęstą, utkaną z egzotycznych cząstek dziwadełek. Reakcja łańcuchowa, która rozpoczęła się w LHC od przypadkowego zderzenia z jakimś zabłąkanym przybyszem, może doprowadzić do tego, że cała materia Ziemi stanie się dziwna. Nasza planeta zamieni się w gęstą kulę o średnicy 100 metrów.

A tymczasem LHC właśnie się rozkręca. Co fizycy chcą osiągnąć, eksperymentując na zmodernizowanym zderzaczu? Po pierwsze chcą uzyskać ciemną materię. Zgodnie z teorią ta substancja w naszym Wszechświecie to aż 85 proc. ale praktycznie wciąż jest nieuchwytna. Nie wiadomo, z czego składa się ciemna materia, gdzie, jak i dlaczego się chowa. Fizycy nie są pewni, czy będą w stanie bezpośrednio zobaczyć ciemną materię – oczekują, że za pomocą zdalnie zlokalizowanego detektora zarejestrują cząstki, na które się rozpada. Poza tym planowane jest zbadanie wspomnianego bozonu Higgsa, czyli Boskiej Cząsteczki i aobserwowanie innych egzotycznych cząstek z protonów - na przykład supersymetrycznych, które są cięższymi wersjami zwykłych cząstek.

LHC jest akceleratorem protonów i jąder metali ciężkich. Ma kształt pączka o średnicy około 9 kilometrów. Pochowany jest na głębokości od 50 do 175 metrów na granicy Szwajcarii i Francji. Pokryto go nadprzewodzącymi - przyspieszającymi cząstkami - magnesami chłodzonymi ciekłym helem. Dwie wiązki cząstek poruszają się wzdłuż pierścienia w przeciwnych kierunkach i zderzają się prawie z prędkością światła. I rozbijają cząstki elementarne na strzępy. Wyniki są rejestrowane za pomocą ogromnych detektorów ALICE, ATLAS, CMS i LHCb. Naukowcy dążą do zwiększenia liczby zderzeń do miliarda na sekundę.

W 2009 roku LHC pracował na obniżonej energii. Do 2012 roku osiągnęła 4 teraelektronowolty (TeV). W 2015 roku protony zostały przyspieszone do 6,5 TeV, energia zderzenia osiągnęła 13 TeV. A potem 14 TeV. W 2018 roku zderzacz został zamknięty z powodu modernizacji. Energia LHC może być doprowadzona do 33 TeV. Ale nawet to nie wystarczy dla fizyków. W planach jest budowa jeszcze większego zderzacza o średnicy ponad 30 kilometrów, Future Circular Collider, o energii do 100 TeV. Dzięki temu z pewnością wtopimy się w „prawdziwą próżnię”, albo pochłonie nas czarna dziura, tak, że nawet się nie zorientujemy, że zniknęliśmy.