Zakoračili smo v veliko, štirideset metrov dolgo, trideset široko in dvajset metrov visoko dvorano, prepredeno z žicami in ožarjeno z utripajočimi diodami. Sredi prostora je stal ogromen, dvajsetmetrski kovinski valj, kot bi pod zemljo zaplula podmornica. "Gledate del najbolj zapletenega tehnološkega podviga, kar se jih je kdaj lotilo človeštvo," je rekel de Roeck. "Tega ni počel še nihče pred nami. Gradnja vesoljskih postaj je v primerjavi z našim delom povsem enostavna. S temi napravami bomo iskali novo fiziko, manjkajoče dele vesolja."

"Če boste odkrivali nove osnovne delce in jim šele iskali imena, jih lahko poimenujete tudi po sebi," sem pripomnil. "Albertino?"

"Albertino zveni kot dinozaver," se je zasmejal profesor. "To res ne bi bilo primerno."

Profesor dr. Albert de Roeck je imel prav. Snov, ki jo bodo odkrivali, je po izvoru mnogo starejša od dinozavrov. Znanstveniki v Cernu odkrivajo delce, kakršni so nastajali pred štirinajstimi milijardami let, ob nastanku vesolja. Zato so pod zemljo zgradili predor in vanj zložili pospeševalnik delcev, več kot tisoč bleščečih kovinskih cevi, ki skupaj merijo 27 kilometrov. Vsaka od cevi ima v svojem središču dve cevki. Po njih bodo drobne kupčke protonov, delcev, iz katerih je sestavljeno atomsko jedro, pospeševali skoraj do svetlobne hitrosti. Protoni bodo potovali v nasprotnih smereh, na natančno določenih mestih pa jih bodo znanstveniki s pomočjo superprevodnih magnetov speljali v isto točko. Tedaj se bodo kepice srečale in silovito treščile. Ker se bo trk zgodil skoraj s svetlobno hitrostjo, se bo pri tem na zelo majhnem prostoru sprostilo ogromno energije. Ponovile se bodo razmere, kakršne so nazadnje v vesolju vladale ob velikem poku. "Začenja se avantura," je rekel profesor. "Izjemno bo."

De Roeck se veseli, saj je v službi na za fizika najbolj vznemirljivem kraju na svetu. Že čez nekaj mesecev bodo v pospeševalnik LHC (Large Hadron Collider) vbrizgali prve paketke protonov, detektor Compact Muon Solenoid Experiment (CMS), ki ga je s kolegi znanstveniki sestavil de Roeck, pa je ena od štirih naprav na obodu pospeševalnika, v središču katerih bodo delci trkali. Iz energije, ki se bo sprostila, bo v skladu z Einsteinovo enačbo E > mc2

takoj po trku nastala snov, ki pa bo povsem drugačna od snovi v naravi. Delci, ki se bodo razpršili skozi detektor, bodo takšni, kakršni so obstajali, ko je bilo vesolje staro milijardinko milijardinke milijardinke milijardinke sekunde (deset na petindvajseto potenco sekunde) in veliko kot košarkarska žoga.

Kot pravijo znanstveniki v Cernu, so se v prvih trenutkih po velikem poku v gosti plazmi delcev zgodili najpomembnejši in najbolj nenavadni dogodki v zgodovini vesolja. V nekem trenutku je, denimo, "izginilo" devetdeset odstotkov snovi. Manjkajoči del fizikalna teorija imenuje temna snov. Velja domneva, da nekje v vesolju sicer še vedno obstaja, vendar je zaradi njenih specifičnih lastnosti ni mogoče zaznati. Temna snov pa tvori le manjši del nevidnega vesolja, saj nadaljnji dve manjkajoči tretjini predstavlja nezaznavna temna energija. Poleg tega je kmalu po velikem poku neznano kam izginila prav vsa antimaterija, zrcalna slika snovi, ki je sicer v skladu z matematičnimi zakonitostmi nastala ob materializiranju prvotne energije. Drobna razlika med lastnostjo materije in antimaterije, ki jo nameravajo v Cernu odkriti, je kriva za to, da vesolje sploh obstaja. Je ta razlika nastala po naključju? Je vesolje nastalo po naključju? Je naša sposobnost, da razmišljamo o naključju, zgolj naključje? Kako malo je manjkalo, pa bi bili vsi skupaj le fotoni, dirjajoči sem in tja po neskončnem prostoru? Matematične operacije, ki skušajo ta temeljna neskladja povezati v smiselno enotno teorijo delcev in sil, so močno luknjaste.

Podzemni Eifflov stolp

V eksperimentalni fiziki velja načelo, manjše ko so strukture, ki jih znanstveniki želijo preučevati, večje opazovalne naprave morajo zgraditi. Naloga detektorjev v Cernu je ujeti sledi, ki jih bodo delci, ki bodo nastali po trku, pustili za seboj. Iz njih bodo poskušali razbrati, kakšna vrsta snovi je nastala. Velikost detektorjev (tehtajo blizu deset tisoč ton, kolikor je približna teža Eifflovega stolpa) je pogojena z velikimi energijami, ki jih bodo morali absorbirati. Vsak od obeh protonskih žarkov bo namreč pri polni pospešitvi nosil energijo, ki je enaka energiji štiristotonskega vlaka pri hitrosti sto petdeset kilometrov na uro.

"To je ena zadnjih priložnosti, da še lahko stojite ob pospeševalniku," nas je, medtem ko smo globoko pod zemljo nalahno trepljali bleščeče kovinske cevi, opozoril nadzornik dr. Mike Lamont. "Če bi sem prišli čez nekaj mesecev, ko bo naprava delovala, bi vas žarek v trenutku ubil." Kot je razložil dr. Lamont, je naloga cevi, v katerih so superprevodni magneti, s helijem ohlajeni na -271 stopinj Celzija (kar je le dve stopinji nad absolutno ničlo in hladneje od temperature vesolja), žarek protonov ohranjati na poti in ga v ključnem trenutku usmeriti naravnost v središče detektorja.

"Glavna naloga našega detektorja pa je izmed vseh delcev izluščiti Higgsovega," je dejal dr. Peter Jenni, medtem ko smo si nekaj kilometrov naprej po obodu cevi ogledovali njegov življenjski projekt - šestinštirideset metrov dolg in petindvajset metrov visok detektor Atlas. "Higgsov delec je zadnji manjkajoči element, ki bi moral pojasniti, zakaj ima snov maso," pravi Jenni. Odgovora na to najbolj osnovno vprašanje fizika doslej ni poznala.

Skrivnostni delec, o katerem se največ govori po hodnikih v Cernu, je poimenovan po Petru Higgsu, oseminsedemdesetletnem profesorju fizike z univerze v Edinburghu, ki je leta 1964 postavil teorijo, da snov pridobi maso, ko pride v stik s posebnim energetskim poljem, katerega energijo prenaša Higgsov delec. Četudi teorija eksperimentalno še ni bila potrjena, jo večina svetovno priznanih fizikov sprejema kot edino pravilno. "Če Higgsovega delca po zagonu pospeševalnika ne bomo odkrili, bomo vsi zelo presenečeni," je skomignil z rameni dr. Jenni. "V resnici nihče ne verjame, da se ne bo pojavil."

Pospeševalnik LHC in štirje detektorji, ki so jih v Cernu začeli graditi v letih 1996-1998, bo prvi od vseh pospeševalnikov delcev na svetu, ki bo imel zadostno energijo za takšno odkritje. Dosegal bo energije do 14.000 giga elektronvoltov (GeV), kar je za lovljenje Higgsovega delca, katerega energijo ocenjujejo na 114 do 190 GeV, več kot dovolj. Vendar v Cernu predvidevajo, da bodo na Higgsov bozon najverjetneje naleteli šele po dveh do treh letih obdelovanja podatkov, saj je takšen dogodek statistično zelo redek. Poleg tega ga bodo težko prepoznali, saj se bo ob polnem obratovanju v detektorjih zgodila milijarda trkov na sekundo, število proizvedenih delcev pa bo še ustrezno večje. Najpomembnejši del raziskovanja bo selekcija: iz izmerjenih podatkov prepoznati prave številke. "Iskali bomo točno določeno iglo v tovarni igel," se je nasmejal Peter Jenni.

Klic iz Stockholma

Podatke o trkih in nastajanju novih delcev bo dneve in noči pregledovalo na tisoče znanstvenikov. Higgsova teorija predvideva, da snov po nastanku ob velikem poku ni imela mase, vendar jo je pridobila kmalu zatem. Ker bo LHC razmere ob velikem poku poustvaril, se bo postopek najverjetneje ponovil. Ko se bo to zgodilo, bo Peter Higgs pričakal klic s Kraljeve akademije v Stockholmu. Nobelova nagrada mu ne uide.

Najprestižnejše nagrade pa v naslednjih letih pričakujejo tudi znanstveniki v Cernu, saj bo naprava, ki bo dosegala sedemkrat višje energije kot doslej najmočnejši pospeševalnik, znanstvena odkritja pospešila v neslutene razsežnosti. "Iskali bomo temeljne naravne zakone in s tem zakone galaksij in vesolja. Preverjali bomo obstoj supersimetrije, teorije, ki govori o tem, da imajo vsi znani delci svoje težje supersimetrične partnerje," je med vzpenjanjem po stopnicah okoli detektorja napovedoval dr. Peter Jenni. Če bi se teorija izkazala za resnično, bi bili supersimetrični delci lahko odgovor na vprašanje, iz česa je sestavljena temna snov v vesolju. "Iskali bomo tudi dokaze o obstoju temne energije, ki povzroča, da se vesolje pospešeno širi, in dokaze o obstoju večdimenzionalnega vesolja."

Energija LHC bi lahko zadoščala tudi za preučevanja lastnosti plazme kvarkov (ti sestavljajo protone) in gluonov, kakršna je obstajala v miniaturnem vesolju tik po velikem poku. "V takšnih razmerah so se kvarki ujeli v delce," nas je opozoril dr. Federico Antinori, ki nam je razkazal tretjega od štirih velikih detektorjev, imenovanega Alice. "Vendar, če seštejete posamezne mase kvarkov, ki so osnovni gradniki atomov, ne boste dobili vse mase opazovane snovi," je opozoril. Pripoved je zvenela podobno, kot če bi tehtali vsako jabolko v košari posebej in ugotovili, da je njihov seštevek nekajkrat lažji od košare jabolk. "Higgsov delec torej ne poskrbi za vso maso, temveč le za njen del. Zdi se, da večji del mase izhaja pravzaprav iz sil, ki kvarke držijo skupaj."

Za laično javnost najbolj spektakularen dogodek, ki ga pričakujejo po zagonu pospeševalnika, bo nastajanje miniaturnih črnih lukenj. Na določenih točkah bo zaradi trkov protonov nastala tolikšna energija, da bo točka začela privlačiti okolico. "Vendar bodo naše črne luknje tako majhne, da bodo zaradi Hawkingove radiacije takoj izhlapele," je dr. Jenni zavrnil strahove nekaterih skeptikov, ki se bojijo, da bo Ženevo z jezerom in Mont Blancom vred letos poleti posrkalo v Cern. Kot pravijo tamkajšnji znanstveniki, bo edina posledica nastankov miniaturnih črnih lukenj Nobelova nagrada za Stephena Hawkinga.

Granate iz Rusije

Kdo vse bi jo še lahko dobil, je vedno pogosteje tema pogovorov v osrednji Cernovi kantini, kjer se vsak dan na kosilu srečuje osem tisoč znanstvenikov z vseh koncev sveta. Vsak izmed njih je prispeval h končnemu uspehu. Raziskovalno središče je leta 1954 z namenom, da bi na nevtralnem znanstvenem polju, razbremenjenem ideologij, povezale venomer vojskujoče se evropske narode, ustanovilo dvanajst evropskih držav, med njimi tudi Jugoslavija. Danes ima Cern dvajset uradnih članic, od Nemčije in Velike Britanije do Slovaške in Bolgarije. Slovenije ni med njimi. Članice v proračun organizacije prispevajo približno milijardo švicarskih frankov na leto. Ker je zgolj sistem magnetov LHC stal tri milijarde evrov, so dodatna sredstva prispevale države z vsega sveta. "Poglejte, to železo in medenino je prispevala Rusija," je med ogledom detektorja CMS vzkliknil Albert de Roeck in potrkal na tisoč ton kovine. "Rusi ne plačujejo z denarjem, pošiljajo pa material in delavce," je razložil. Z gradbenega odra je bilo kasneje slišati pojočo rusko govorico. "Železo je prišlo večinoma s Črnega morja. Rusi so razstavili nekaj odsluženih vojaških ladij in veliko število granat." Orožje za množično uničevanje bo poslej služilo znanosti in posredno človeštvu.

"Fiziki s svetovnimi političnim dogajanjem načeloma nimamo težav," se je nasmehnil profesor de Roeck. "Pri CMS delajo v isti skupini iranski in ameriški znanstveniki. Med seboj se odlično razumejo. Vendar se težave pojavijo drugje: pred časom je ameriška vlada sprejela odločitev, da ameriški znanstveniki ne smejo biti podpisani pod znanstvenim besedilom skupaj z znanstveniki iz Irana." De Roeck je nemočno skomignil z rameni. "Zdaj se sprašujemo, kaj storiti, če bomo čez leto dni prišli do pomembnega odkritja in bomo o tem hoteli objaviti članek. Podpisati se bo morala vsa ekipa, vendar bo treba Američane in Irance ločiti. Morda bomo morali zaradi tega objaviti dva članka!"

Slovenski znanstveniki imajo v Cernu še nekoliko drugačen položaj. "Takoj po osamosvojitvi smo se želeli vključiti med redne člane, vendar nas niso hoteli sprejeti," pripoveduje dr. Marko Mikuž z Instituta Jožef Stefan, ki vodi skupino slovenskih fizikov pri sestavljanju notranjega dela detektorja Atlas. Medtem se je položaj obrnil: Slovenija bi danes lahko postala polnopravna članica, vendar pristojne inštitucije vztrajajo pri finančno ugodnejšem statusu "sodelujoče države". To pomeni, da Sloveniji ni treba plačevati članarine, znanstveniki pa imajo dostop do Cernove tehnologije in raziskav. "Politika v Ljubljani noče storiti odločilnega koraka v članstvo," se jezi Mikuž, ki pravi, da ima Slovenija pravzaprav srečo, da Cernovo vodstvo takšno ravnanje evropske države sploh tolerira.

Vendar to še ne pomeni, da Slovenija k novemu projektu ne prispeva ničesar. Mikuževa skupina je tudi s podporo ministrstva za znanost za Atlas izdelala silicijeve pozicijsko občutljive detektorje. Da uspešno delujejo, se je izkazalo že konec februarja letos, ko so nadzorne naprave zaznale prve sledi kozmičnih delcev, ki so trčili vanj. Takšni delci nenehno zadevajo površino zemlje, z detektorji, kakršnega je vgradila slovenska skupina, pa jih je mogoče prestreči in s silicijevih ploščic odčitati njihove lastnosti. Skupina iz Slovenije je v Atlas v zadnjem času vgradila tudi sistem polikristalinskih diamantnih detektorjev, ki imajo nalogo nadzorovati protonske curke, da ne bi zašli iz smeri, saj bi bilo to zaradi njihove visoke energije lahko za naprave usodno.

Vesolje za skodelico kave

Kdaj bo prvi protonski curek zakrožil po LHC, za zdaj še ni mogoče izvedeti. Prvotni datum zagona, lanski november, je bil odložen za nedoločen čas. "Začeli bi radi čim prej, vendar morate razumeti, da je naprava zelo zapletena," je zamudo pojasnil nadzornik delovanja LHC Django Manglunki. "Zgolj ohlajanje na delovno temperaturo traja nekaj mesecev. Vsakokrat, ko moramo kaj popraviti, moramo pospeševalnik segreti in ga nato ponovno ohladiti." Manglunki nam je na svojem delovnem mestu v osrednjem nadzornem centru, iz katerega z razsežnih komandnih pultov upravljajo pospeševalnik, pokazal zadnjo verzijo urnika zagona. V njem je zapisano, da naj bi LHC začel delovati 21. maja. Vendar je bil ta urnik sestavljen novembra lani, od takrat pa je nadzorni svet ustanove zagon že premaknil na letošnji julij in k datumu pripisal besedico "verjetno". "Zagona pospeševalnika si ne smete predstavljati kot izstrelitev rakete - da nekdo zgolj pritisne na gumb," je zamahnil z roko Manglunki. "Delujemo bolj podobno mavrici: potrebujemo nekoliko sonca, nekoliko dežja in veliko sreče."

"Ko bo pospeševalnik začel delovati, si bo marsikdo oddahnil," je zadnji dan našega obiska v Cernovi osrednji kavarni dejal verjetno najuspešnejši slovenski mladi teoretični fizik dr. Jure Zupan. Njegova pisarna leži v prvem nadstropju glavne Cernove zgradbe, na oddelku za teoretično fiziko. Tu ima priložnost sodelovati z najboljšimi fiziki na svetu. Skupaj (po)ustvarjajo zgodovino. "Gradnja LHC je bila tako draga, da so Cernovi znanstveniki zanjo zastavili svoj pokojninski sklad," se nasmehne. "To obenem pomeni, da so zelo motivirani in da verjamejo, da se bo naložba obrestovala." Zupanu se sicer vprašanje, ali se splača vlagati milijarde evrov v največji znanstveni projekt vseh časov, ne zdi smiselno. "Če štejemo, da v Cern prispeva denar večina evropskih držav, ugotovimo, da vsak Evropejec prispeva približno dva švicarska franka na leto. Toliko stane na primer ena kava. Zato se mora vsakdo vprašati, ali se mu splača odreči eni kavi na leto in v zameno dobiti odgovore na najbolj temeljna vprašanja vesolja. Poleg odgovorov na velika vprašanja pa se generira tudi visoka tehnologija, stranski produkti, ki bodo spremenili naša življenja." V Cernu kot primer uspešnega stranskega produkta največkrat navajajo nastanek spletnega sistema world wide web, ki si ga je za lažjo komunikacijo med znanstveniki leta 1989 izmislil Cernov znanstvenik Tim Berners - Lee. Sicer pa, poudarjajo, brez temeljnih raziskav v fiziki, ki sprva niso imele nobenega praktičnega namena, človeštvo ne bi poznalo ne navigacijskega sistema GPS, rentgenskih žarkov, radia, televizije in tudi ne električne energije. Tehnologija, ki jo v Cernu razvijajo danes, bo svet čez petdeset let zagotovo postavila na glavo. Revolucije, ki jo je svetu prinesla televizija, si fiziki, ki so v devetnajstem stoletju odkrivali elektromagnetno valovanje, niso znali zamisliti niti v sanjah.

"Današnji izračuni kažejo, da vsak evro, vložen v pospeševalnik, generira približno tri evre v bruto družbenem proizvodu držav članic," je pojasnil dr. Jure Zupan. "Za ceno ene kave v Švici tako vsak Evropejec dobi tri kave na domačo mizo, zraven pa mu serviramo še pojasnilo o tem, od kod izvira."